一場拼圖遊戲
最初科學家以為厄爾尼諾不過是區域性問題;後來卻證實它會造成整個太平洋盆地氣候的改變,「而且已經為科學界承認」,台大大氣科學系副教授吳明進表示。
原來秘魯外海的寒流會在當地形成高氣壓,此時隔著太平洋彼岸的印尼外海則是低氣壓,秘魯高壓氣流就順勢流向印尼低壓。當厄爾尼諾入侵,秘魯外海又轉為低壓,隔海的印尼高壓氣流再飄向秘魯低壓。氣流如此流過來飄過去,成為一個循環,像水在杯中左右搖晃,造成震盪,由於它發生在南太平洋,學者又將之稱為「南方震盪」。
南方震盪有大有小。暖流輕輕來一下,影響就小。若以重量級姿態出現,影響就大。「一九八二到一九八四年的震盪就不小」,姜善鑫表示,當年曾造成印尼、巴西、智利許多國家的旱災。
天氣發熱的理論不只這二種;還有因為地球運轉軸偏了,使原來地球和太陽位置改變而引起高溫等種種的說法。
研究人員彷彿在進行一場拼圖遊戲,「努力想拼出天氣改變的完整圖像」,姜善鑫表示,天心難測,需要點點滴滴的研究、歸納,才能慢慢接近正確答案。
我們是溫室的花朵
就在理論百家齊放之際,科學界又有一個大發現,它不僅引起全世界的矚目,也轉移了許多研究天氣改變的專家的注意力。它和所有以往理論最大的不同在於——不是自然現象改變了,而是「人類改變了天氣」。
今年六月底,三百多位氣象、氣候、大氣等各方面的學者專家共聚一堂,在加拿大多倫多展開四天會議,討論的主題是「如何挽救地球的大氣層」。
我們的大氣層出了什麼毛病?
其中之一是,人類製造過多的二氧化碳,改變了大氣中原來的二氧化碳含量,於是加劇「溫室效應」,導致地球溫度升高。
「就像溫室一樣」,姜善鑫解釋,「溫室效應」一詞來自農業界。冬天植物易受霜害,溫室的玻璃有如我們的大氣層,可使紅外線反射不出去,停留在溫室,使室內氣溫提高。
他進一步說明,當陽光普照大地,會產生短波的可見光、長波的紅外線和紫外線等多種熱輻射。其中紅外線會大量反射回空中,大氣層中的二氧化碳則有如海綿,會吸收部分反射回空中的紅外線,使地球保持一定的溫度。
熱鍋上的螞蟻
過去,大氣中的二氧化碳維持在一定量,但十九世紀到廿世紀間卻增加了百分之四十;它所吸收的紅外線也隨之增加,我們的環境自然更加炎熱。冬天,當溫室的花朵還算適意,夏天,我們就有如熱鍋上的螞蟻了。
「溫室效應本來是對生命有利的東西,若沒有像二氧化碳這種複雜的氣體,在大氣層中吸收由地表反射回來的紅外線,地球溫度將平均減少廿度,人類還能生存嗎?」去年三月美國新聞週刊一篇報導指出,現在的我們卻改變了二氧化碳的數量。
為什麼二氧化碳會快速增加?「只要有燃燒,就會產生二氧化碳」,行政院環保署空氣品質保護及噪音管制處科長方淑慧說,小自抽煙、燒香、點蚊香、煮飯,甚至我們呼吸,大至汽車引擎發動、焚燒垃圾、工廠鍋爐運轉、火山爆發等……,都會製造二氧化碳。
但十九世紀之後,二氣化碳的最主要來源,則是煤炭的使用和石油化學工業的興起。
石油本身是一種碳、氫化合物,所以「在燃燒或分餾等製造過程一定會產生二氧化碳」,方淑慧表示,現代人生活已和石化業不可分。
眼睛一開,石化就來
由起床到入睡,食、衣、住、行,現代人都離不開石化製成品。一早起床的盥洗用具如牙刷、臉盆,我們穿的拖鞋、人造皮鞋、衣服……,日常生活中的塑膠袋、保麗龍、寶特瓶,家中的電話、冷氣、電視、冰箱外殼……「眼睛一睜開,無一不和石化連在一起」,她形容。
由十九世紀初至一九八五年,人類使用煤、石油的消耗量增加了十二倍,石化燃料的消耗,更無可避免的呈幾何增加,「現代人急著要把累積在地底千百萬年的石油,都在這一代挖出來用光」,一位生態保育人士頗不以為然,卻又徒呼奈何。
由於二氧化碳本身對人體無害,還是促進人類呼吸作用,使身體功能正常運作的動力,人們因此更掉以輕心。甚至生態保育人士一向關心石化工業在其他方面的汙染,卻未曾注意過二氧化碳增加的長遠影響。
人類一方面大量製造二氧化碳,「另一方面又濫加砍伐可以大量吸收二氧化碳的森林,使大氣中的二氧化碳愈來愈多」,現就職於民航局的氣象學家劉昭民在「中國歷史氣候之變遷」一書中指出,人類不愛惜森林,也是二氧化碳增加的原因。
氟氯化碳是雙刃利劍
除了大氣中原本就有的二氧化碳,近來研究人員也發現,人類自己製造發明的氟氯化碳,對溫室效應的影響,潛力可能更大。
吳明進教授指出,研究人員根據化學分析發現,氟氯化碳對於溫室效應的影響,比二氧化碳強一萬倍。
在我們的生活環境中,含有氟氯化碳的東西也不少。冷氣機、冰箱、冷凍庫、空調中的「冷媒」都是它,噴霧髮膠、蚊子水、克蟑……,各種噴霧器都要有它才能使用,近來電子工廠也利用它來清洗電子零件。
「比起二氧化碳,它在大氣中的含量還算小意思」,吳明進說,不過它卻被形容為「雙刃的利劍」。
因為它還是破壞臭氧層的要角。我們呼吸的氧,可以比做是二個氧原子連在一起的連體嬰,臭氧就是三個氧原子結合的三胞胎連體嬰。它在靠近地表下層的對流層中只有百分之三的含量,對人類和動植物的呼吸沒有幫助;但上帝造物必有其用,臭氧幾乎都分布在大氣層上層的平流層,像一層防護網,阻擋了大部分紫外線的穿透,保護地上生物不受過分的紫外輻射傷害。
天空破了一個大洞
臭氧是紫外線的剋星,但氟氯化碳又是臭氧的大敵。近兩年來,很流行「南極天空破了一個大洞」的說法,主要指的就是氟氯化碳會破壞臭氧層,首先被發現臭氧減少最多的地方就在南極上空。
破壞臭氧的另一幫凶是氧化氮,它的主要出處,是對縮短人類距離有巨大貢獻的飛行工具。各種噴射飛機穿梭高空、橫越大洋時,引擎動力排出的廢氣在空中會產生氧化氮,「目前它已使臭氧減少了百分之四」,最近一期的美國國家地理雜誌指出。
該文又提到,臭氧層被破壞,將會大大提高因紫外線曝曬的皮膚癌病率。還會殺死海洋中的浮游生物和各種甲殼類動物,也將造成農作物減產。
臭氧層的破壞,也會提高地球溫度。因為平流層的臭氧減少,無法吸收的紫外線,只好由下面的對流層接收,變成「底層加熱」,使得地面溫度升高。
南極冰帽溶化之後……
如果造成溫室效應加劇的氣體,仍以現在的速度增加,研究人員估計,它將使大氣比過去十萬年間都溫暖,地球的氣候將劇烈轉變。
吳明進拿出多位科學家所做的研究報告說明,到廿一世紀中,二氧化碳量將增加一倍。科學家據此做出溫度改變的情形,雖然每個人的答案不同,但結果氣溫都是升高,最低為攝氏一度,最高可達攝氏四度。
在小範圍如冷氣室堨~,溫差高倒是無妨;但對整個自然界,溫度平均差一度就很可觀。過去歷史造成冰河期和間冰期的溫差,也不過在攝氏二到五度之間。
溫度增高究竟會造成什麼結果?姜善鑫以為,天氣變熱,第一件事就是地表蒸發量加大,肥沃區會被烤成沙漠;但原來覆蓋冰的地方,如南極、北極冰帽會退後,使水量增加、水位上升,低地將被淹沒。十二萬年前南極也曾溶化,使海平面逐漸升高十五到廿呎。
人類無力可回天?
屆時,許多海岸城市如荷蘭阿姆斯特丹或美國舊金山、香港等地,可能會經常泛濫,甚或淹沒水中。人類整個居住空間將會改變,造成人類大遷移。農業狀態也跟著變動,有人預測,北極可能變成可以耕作,附近的加拿大和蘇聯會出現一片地球上最肥沃的土地。
聽起來像天方夜譚。「當然,這種狀況不是一下子造成的」,馮鵬年說,這種長遠的影響,會慢慢形成,人類可依靠傳宗接代慢慢適應。姜善鑫也表示,這種改變不一定就是負面影響;「反而是迫在眉睫的事情比較嚴重」,他強調。
「過去中國華北是五年一旱,現在是三年一旱」,馮鵬年舉例,今年美國、大陸又發生乾旱,這種短程的影響,人力根本無法解決,只能逆來順受。
有人說美國科技很發達,人造雨也早已發明;但人造雨只能稍為紓解極小面積的短暫乾旱,而且它還得借助天空的水氣。真正乾燥的地方,「人造雨也變不出花樣來」,台灣省林業試驗所集水區經營系研究員夏禹九說。
「把全世界的電力都拿來製造冷氣,也無法使一個都市的天氣降低」,馮鵬年認為,人怎樣也無法與天鬥。
許多國家還是努力想改變現狀。
我們或許無法掌握自然界的趨熱或趨冷,太陽黑子理論或厄爾尼諾也超出人類可控制的範圍,「但溫室效應卻可能是一個父親的罪過,報應在他兒子及兒子的兒子的兒子身上的例子」,一位美國大氣科學家認為我們不能推脫責任。
蒙特婁公約出師不利
西方國家開始做的第一件事是,簽訂蒙特婁公約,推行全球凍結氟氯化碳產量。氟氯化碳以美國、蘇俄和歐洲的生產最多。目前我國並未製造,多由美國進口。但去年台塑已經由經濟部同意,將在明年度開始生產,已把生產量訂在蒙特婁公約的限制內。
今年六月,美國邀請我們加入蒙特婁公約。雖然環保署同意在先,經濟部卻擔心這可能是美國使出的殺手煄A怕我們以後增加生產,就不再進口美製氟氯化碳,因此,「加不加入還是未定數」,方淑慧表示。
事實上,凍結氟氯化碳的主意一開始就出師不利。因為它被視為最便宜、方便,表面看來又無汙染的產品,包括歐洲各國在內的許多國家都不願參與此項盛舉。
許多國外製造商還提出,要有更多、更直接能證明它會破壞臭氧層、加劇溫室效應的證據,他們才願減產。
一條單行道
「科學家能力有限,人類歷史太短」,一位生態保育人士莫可奈何地說,眼前的利益,使人不願看到長遠的影響。
「人類若還停留在這種斤斤計較上」,馮鵬年也說出他長久以來的想法:「那我們走的就真是一條單行道,只能硬著頭皮往前走,沒有回頭路。」
筆直走去,人類的前途如何?答案仍然未知。
〔圖片說明〕
P.4
二氧化碳和氟氯化碳使「溫室效應」加劇,造成全球的「熱汙染」。(李淑玲畫)
P.5
廿世紀是石化工業的世界,它使人類的生活更方便,也給人類帶來無窮禍患。
P.6
世界各國不斷發生乾旱,水成了更珍貴的資源。(鄭元慶攝)
P.8
天氣太熱,在戶外工作的人只好想法防暑。臭氧層就如這把大傘,可防止紫外線傷害地上的萬物。
P.9
大樓裡、汽車中,都有使天氣愈來愈熱的「元凶」。