何謂溫室效應
Greenhouse Effect
自地球形成以來,大氣的成分,無時不變,尤其是微量氣體,其量雖微,但對全球環境之影響佔有決定性角色。
地球溫暖化的原理,就如同溫室,大氣吸收自地球表面所釋放之長波輻射,再反射回地面,藉著此自然的溫室效應,維持地表溫度。
溫室氣體
溫室氣體(Greenhouse Gas, GHG)或稱溫室效應氣體是指大氣中促成溫室效應的氣體成分。
自然溫室氣體包括:
1. 水氣(H2O)
2. 二氧化碳(CO2)
3. 臭氧(O3)
4. 甲烷(CH4)
5. 氧化亞氮(又稱笑氣N2O)
人造溫室氣體包括:
1. 氯氟碳化物(CFCs)
2. 全氟碳化物(PFCs)
3. 氫氟碳化物(HFCs)
4. 含氯氟烴(HCFCs)
5. 六氟化硫(SF6)
自然溫室氣體
水蒸氣
水蒸氣是數量最多的溫室氣體,雖然水蒸氣增加會使地球的大氣變暖,不過可以導致雲層變厚及降雨,這些都是溫室效應重要的反饋機制。
甲烷
甲烷是透過天然汙染源和人類活動所產生,掩埋垃圾的分解,稻子耕種、 動物消化食物、糞便處理等..皆會產生此種氣體,是比二氧化碳更為活躍的溫室氣體。
二氧化碳
二氧化碳是次量的溫室氣體,主要產生的方式是經由
自然過程:
動植物的呼吸和火山的噴發等…
人類活動:
由砍伐森林及燃燒化石燃料等人類活動。
從工業革命至今,人為因素導致二氧化碳濃度增加了三分之一,是影響氣候的關鍵之一。
臭氧
來自汽機車等所排放的氮氧化物及碳氫化合物,經光化學作用而產生的氣體。
一氧化二氮
來自土地耕種過程產生的一種溫室氣體,使用有機肥料以及化石燃料燃燒、硝酸產品和生物燃料燃燒更易產生這氣體。吸收的熱較CO2吸收多270倍。
人為溫室氣體
碳氟化合物
起源於工業,具有多種應用途徑的合成化合物,由於它對臭氧層造成破壞,因此現在國際協定對這產品行進行嚴格的控管,禁止把碳氟化合物釋放到大氣裡。這些物質也是溫室氣體。
全氟碳化物
吸收的熱為CO2 的6,500~9,200倍
氫氟碳化物
吸收的熱為CO2 的11,700倍
六氟化硫
吸收的熱為CO2的23.900倍
溫室效應
對世界的影響
因為工業進步帶動了經濟繁榮,而燃燒的煤和石油等化石燃料大大增加了大氣裡的二氧化碳濃度。伐木造田、工業和其他人類活動也增加了大氣裡的溫室氣體的濃度。 如此的改變有可能產生下列一些影響:
- 過敏加重
- 向高處遷移
- 生機勃勃的北極
- 湖泊消失
- 大融化
- 適者生存
- 衛星速度加快
- 山體增高
- 古蹟被毀
- 森林大火肆虐
1. 過敏加重
暖化使植物更早開花,產生花粉,使得患季節性過敏和哮喘的人數越來越多。研究發現,CO2濃度增加和暖化使植物更早開花,產生更多花粉,過敏原更早產生,過敏季節的持續更長。
2. 向高處遷移
因為溫室效應,造成寒帶植物將往更高海拔的地區生長,使得些許動植物必須跟著遷移。 隨著北極冰層的融化,北極生物的生活環境也同樣面臨變化。
3. 生機勃勃的北極
北極冰層的融化給低海拔處的動植物造成災難,但卻給北極生物群創造了一個陽光十足的環境。 當北極冰層的融化時,葉綠素在新的土壤生成,使近年北極的生物群欣欣向榮。
4. 湖泊消失
北極有125個湖泊消失了。那湖泊中的水流向了湖泊下面融化的永凍土層。當湖泊中的水滲透進下面的土壤。使湖泊消失時,它們支持的生態系統也盪然無存。
5. 大融化
暖化使冰川融化,也導致地表下的永凍土層融化。造成地表收縮、高低不平和對建築設施的破壞。永凍土層在高海拔處的融化,還可能造成落石和土石流。
最近發現長期休眠的疾病,如天花,可能再現,因為古代動物的屍體隨著永凍土層融化而解凍。
6. 適者生存
溫室效應使春天提早,無法調適的鳥類找不到蟲吃。而植物開花更早,那些按老時間遷徙的動物可能將找不到食物。
能夠調節生物鐘,提早行動的動物就有更多的機會存活、繁衍。整個群體的基因結構因此改變。
7. 衛星加快
溫室效應的影響甚至可以達到太空。大氣外層的空氣非常稀薄,但由於摩擦,空氣分子仍會使衛星速度減慢。衛星需定期調整,回到適當的軌道。在地球表面,空氣中的二氧化碳分子碰撞會釋放能量,從而加熱周圍的空氣。
由於空氣稀薄,大氣外層空氣中的二氧化碳分子碰撞機率小地表很多,能量更多的是發散出去了。隨著外層空氣中二氧化碳的增多,導致外太空溫度低,空氣密度小,使衛星的摩擦更小,導致衛星運行的速度加快。
8. 山體增高
過去,阿爾卑斯山脈和其他的山脈已逐漸增高,這由於山頂冰川的融化。千百年來,冰川的重量壓著地表,使其收縮。當冰川融化後,重量消失,地表逐漸反彈。因溫室效應加速了冰川融化,山脈反彈也更快。
9. 古蹟被毀
全世界的寺廟、古聚落和其他的人工建築代表了過去的文明。現在正接受著時間的考驗。
溫室效應、海面升高、極端天氣對這些古蹟造成潛在的威脅。洪水毀壞了泰國首都600年歷史的Sukhothai。
10. 森林大火
暖化導致更多強颱,而溫室效應更加劇了森林大火。過去,美國幾州遭遇更多野火,持續更長時間,燃燒面積更廣。 科學家發現森林大火與暖化和雪融有關。當春天早來時,雪融更早,森林變得乾燥的時間變長,增加了火災機率。
京都議定書
全名為《聯合國氣候變化綱要公約的京都議定書》
是1997年12月在日本京都由聯合國氣候變化綱要公約參加國三次會議制定的。其目標是「將大氣中的溫室氣體含量穩定在一個適當的水平,進而防止劇烈的氣候改變對人類造成傷害」
1997年12月,在日本京都通過,共84國簽署,條約於2005年2月16日強制生效。到2009年2月,有183個國家通過了條約,引人注目的是美國並未簽署該條約。
京都議定書的參與國
墨綠色:既是締約國又簽署了條約的條約綱要控制國家
綠色:既是締約國又簽署了條約的非條約綱要控制國家
紅色:締約並簽署國,但於2011年12月宣布退出
棕色:締約但拒絕簽署的國家
灰色:未參與或無資料
溫室效應的真假?
因為美國並沒有簽訂京都協議書,所以人們開始懷疑溫室效應是否真的會影響全球氣候
但無論真相如何?尋求替代的能源及愛護我們的環境,也是有確切的必要性!
能源的替代方案
氣候變化已然發生,但末路未致,並不是無法挽救!要避免氣候變化的嚴重影響,有兩種主要路徑:
1. 利用可再生能源
2. 提高能源使用效率
可再生能源包括:
風力發電
太陽能
水力發電
地熱能
生物能源
風力發電
風力是真正的清潔能源,源源不盡,也不像其他化石燃料般會產生污染物。風力發電更是世界上發展最快的能源,因為技術相對簡單,是舒緩氣候變化的好幫手並且風力是便宜的能源。
太陽能發電
太陽能有兩種可能性,一是光電能,另一項是太陽熱能。 有人認為太陽能不穩定。其實太陽能光伏系統不一定需要燦爛陽光也可以發電,它也可在陰霾的日子發電。只要利空太陽能加熱真空管,當光線從多角度照射,真空管的吸收器仍能大派用場。
水力發電
世界能源委員會估計海浪能可每年產生2兆兆瓦的能量。相等於2,000座大型化石燃料和核能電站的能源產量。但利用海浪能仍處於理論階段,相關的技術仍然處於研究開發階段。
水力發電利用水流從高而低的流動產生的能量發電。河水落差越大,水流便越急速,產生的電力也越多。
可是為生產大型水力發電工程中所修建的大壩也會淹沒生態系統。
地熱發電
地球核心高達攝氏5,500度,地熱能一般利用處於熱源的水庫,供應熱水到需要熱能的地方。由於地下氣溫長年保持穩定,地熱能系統除了可在冬天提供暖氣。地熱能發電不會製造污染或溫室氣體,而且不會製造噪音和非常可靠。 地熱能電站的全年利用率可達九成,相比起化石燃料電站最多只有65-75%。可是,即使有很多國家有非常豐富的地熱源,這種可再生能源卻仍然沒有被大量開發。
生物燃料發電
生態燃料又稱生物燃料,泛指由生物質組成或萃取固體、液體或氣體,例如牛糞。
其中一種定義是「至少80%的體積,由十年內生產的有機活體物質所提煉出的燃料。
不過,近來有些研究指出:使用生物燃料無益於減少溫室氣體排放,甚至加劇溫室效應。
生物燃料原料的作物主要有玉米黃豆甘蔗 等….
我們能為地球做些什麼?
全球暖化也許是很嚴重的事件,但是每個人都能為地球做點事,既使看起來多麼微不足道,多少也會對地球環境有所貢獻!
自我做起
珍惜能源、愛惜環境。
在日常生活中,隨手關燈;節約用電,出門多搭乘公共交通工具,能步行更好,以節省汽油的消耗量。這些都是我們每個人做得到的事。
開源節流
研究開發潔淨無污染的能源,發展低耗能、低污染之產業,加強改善高耗能、高污染之產業,引進相關技術,進行高耗能、高污染產業的二氧化碳排放削減。
綠化環境
停止砍伐熱帶雨林,熱帶雨林會吸收二氧化碳、產生氧氣。且森林可以使得太陽輻射熱傳入地球表面後,不易再反射出去。
所以我們一方面要阻止森林的破壞,另一方面有計畫的造林, 大量培養植物,以發揮其淨化大氣的功能。