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風雲詭譎-淺談氣候變遷

文/劉藍玉

達爾文和華萊士在150年前共同發表演化論,闡述自然學家對生物多樣性作用機制的看法,也讓大眾瞭解到「變化」才是生物世界(也是無生物世界)唯一不變的鐵律。而造成生物演化背後的力量之一,則是變化多端的氣候。

古氣候學的研究,讓我們瞭解到地球大氣的成分一直在改變,改變的證據就記錄在岩層中,科學家甚至可以追溯自距今40億年以來的氣候變化。除了大氣成分以外,太陽和地球之間的距離、地球軌道的變化、海洋環流、生物圈,以及隕石,都會對氣候造成影響。

大氣中的溫室氣體(由三個以上的原子組成的氣體)含量越高,可以吸收的太陽輻射能就越多,溫度也就因而上升。太陽和地球間的距離和地軸的傾斜度有週期性的變化,季節潮汐因而形成,並影響到地球反射太陽光的能力,反射的太陽光越多,地表溫度就越低。地球(行星)軌道會受到三個因素影響:一個是繞太陽公轉軌道橢圓率離心率;第二個是自轉軸與公轉軸間的夾角,也就是自轉軸傾角;最後一項是自轉軸在公轉軌道上的取向,稱為「進動」或「歲差」。新生代算是溫暖的時期,但是距今約三千萬年前,因為海洋環流發生變化,也使地球再次進入冰河時期

生物聚集處溫度會比較高,一方面是呼吸作用產生的熱能,一方面是因為生物聚集會降低地球反射太陽光的能力。隕石撞擊不只會造成大氣成分變化,撞擊在陸地上還會產生濃密塵雲,足以遮擋太陽輻射達數月之久。太陽輻射量減少會抑制光合作用,導致植物死亡,而隕石的高熱在地表引發廣泛的大火,也會摧毀植被和其中的生物。雖然隕石撞擊初期會出現「火流星冬天」,但是因為大氣中的二氧化碳二氧化氮甲烷等含量都突然增加,並可在大氣中停留數個世紀甚至數千年之久,最後反而會因為旺盛的溫室效應而導致氣候暖化

「全新世測繪合作計畫」(COHMAP)的主要目標在於瞭解過去兩萬年間的氣候狀況,該研究小組發現,造成氣候長期變化的背後推動力,主要來自歲差變化造成地表輻射量的改變。而目前已知最早發生在27到23億年前的冰河期,以及之後發生在9.5億年前、8.2億至7.3億年前、6.4億至5.8億年前的冰河期,也跟地球與太陽之間的距離拉長有關。

因地球軌道變化而造成太陽入輻射的規律性變化,是影響地球氣候的主因,不但造成地球上週期性的溫度變化,也影響了冰原的覆蓋面積、大氣的環流型態、降水的強度與季節性、植物的分佈消長,動物界也會隨之做出反應。

雖然整個地球的氣候變化受到人力的影響似乎很小,但是氣候資料確實顯示出過去二、三十年間發生明顯的暖化現象。就像前面提過的,影響氣候的因子繁多,所以對於近代的氣候暖化現象,科學家的解釋仍舊莫衷一是。但自從人類進入工業時代後,就製造出許多無法分解的化學物質,造成環境空前的污染以及臭氧洞的問題,這些都讓人類難辭其咎,必須負起環保的使命,因此有「京都議定書」的簽訂。

不過這項協議似乎並沒有達到預定的效果,不但身為議定書參與國的美國從未簽署,歐美等地排放大量二氧化碳但人口數較少的國家,也想跟人數眾多的中國購買二氧化碳排放量。換句話說,這個協議似乎只是把以前不要錢的空氣也當成經濟商品做交易,恐怕難以達成環保的目的;而另一方面,「清風明月,得閒者是主人」的日子,卻似乎離我們越來越遠了。

 

 
 
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