【生死自在】 生命的永續經營與世界的永續經營(三)

文/慧開法師(佛光山副住持、南華大學講座教授) |2021.06.13
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文/慧開法師(佛光山副住持、南華大學講座教授)

地球生態環境的變化與脆弱性——從「溫室效應」說起

《八大人覺經》中所述「國土危脆」的意涵,廣義而論,還不僅是指地球的物理與地質結構,也包含了自然生態環境,從陸地、海洋到大氣層。因此我們要進一步了解地球自然生態環境的變化,以及從這些變化當中所顯現的「國土危脆」——危機與脆弱,首先來談一談「溫室效應」。

大家應該都聽過「溫室效應(Greenhouse Effect)」這個名詞,但可能並不十分清楚其意涵,我簡要地說明:光線從太陽輻射出來時波長較小,在通過大氣層時,可以穿透具有與玻璃一樣效應的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳化物等氣體而抵達地球表面。不過陽光在抵達地球表面之後,再經地表反射波長會變長,就會被二氧化碳等氣體所阻擋,而不容易散發於大氣層外。白晝時,陽光照射到地球上,部分能量被大氣吸收,部分被反射回宇宙太空,大約有47%的能量被地表吸收。黑夜時,地球表面以紅外線的方式向宇宙散發白晝時吸收的熱量,其中也有部分被大氣吸收。

這當中存在一個極其弔詭又微妙的情境,一般而言,「溫室效應」是指行星的大氣層因為吸收太陽光輻射能量,使得行星表面升溫的效應。由於溫室效應,行星表面溫度會比沒有大氣層時的溫度要高。如果地球沒有溫室效應,就會寒冷得不適合生物生存及人類居住。根據研究估計,如果沒有大氣層,地球表面的平均溫度會是-18℃。正是因為有了溫室效應,而使地球平均溫度維持在15℃,然而,當下過多的溫室氣體導致地球平均溫度高於15℃。

換言之,大氣層就像覆蓋了玻璃的溫室一樣,保存了一定的熱量,使得地球不至於像沒有大氣層的月球一樣,當被太陽照射時溫度急劇升高,不受太陽照射時溫度又急劇下降。以往認為此一機制類似溫室使其中的氣溫上升,故名為「溫室效應」。又有一些理論認為,由於「人為的因素」而導致溫室效應的增加,使得地球整體所保留的熱能不正常地增加,導致「全球暖化」。後來又有不少研究指出,人為因素使地球上的溫室效應異常加劇,而造成全球暖化的效應。

目前,人類的活動致使大氣中溫室氣體含量增加,由於燃燒石化燃料所產生及排放的水蒸氣、二氧化碳、甲烷等氣體,又經紅外線輻射吸收而留住能量,導致全球表面溫度升高,加劇溫室效應,造成全球暖化。為解決此問題,聯合國制定「氣候變化框架公約」,控制溫室氣體的排放量,防止地球溫度上升,影響生態和環境。

其實早在一八二四年,法國數學家暨物理學家約瑟夫‧傅立葉(Joseph Fourier,1768~1830)就首度提出有「溫室氣體」存在的想法;一八二七年,法國物理學家克勞德‧普雷特(Claude Pouillet,1790~1868)也加強了此一論點,並在一八三八年提出相關的證據;一八五九年,愛爾蘭物理學家約翰.廷德爾(John Tyndall,1820~1893)也用實驗數據驗證;一八九六年,瑞典化學家斯凡特‧奧古斯特.阿倫尼烏斯(Svante August Arrhenius,1859~1927)也確認了此一效應。

不過這些科學家都沒有用「溫室效應」這個名詞來描述此一現象,一直到一九○一年,瑞典氣象學家尼爾斯.古斯塔夫.埃科赫姆(Nils Gustaf Ekholm,1848~1923)才首度提出此一名詞。一九一七年,蘇格蘭出身的企業家也是貝爾電話公司創辦人,亞歷山大.格拉漢姆.貝爾(Alexander Graham Bell,1847~1922)也提到「(未檢測到的石化燃料燃燒)會造成類似溫室的效應」,因此貝爾也倡導其他的替代能源,例如太陽能等等。

自從工業革命以來,人為的活動例如工廠與汽機車排放廢氣所產生的溫室氣體濃度明顯增加。根據聯合國「氣候變化政府間專家委員會(IPCC)的評估報告指出,二十世紀全球平均地表溫度已增加了0.6℃,海平面已上升了0.1至0.2公尺,若再不採取任何防制措施,預估到了二一○○年,全球平均地面氣溫將比一九九○年增加1.4~5.8℃,海平面將上升0.09~0.88公尺,對於地勢不高的沿海低窪地區及島嶼國家,將造成嚴重的生存威脅。此外,溫室效應對於整個生態環境及全球氣候,也將造成深遠而不可知的影響。

於是在一九九二年聯合國通過了「氣候變化框架公約」(FCCC),期望全世界共同努力抑制溫室氣體的排放,目標為「將大氣中溫室氣體的濃度,穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾水準上」。一九九七年,氣候變化框架公約第三次締約國大會中通過的「京都議定書」,明訂針對六種溫室氣體進行削減,包括二氧化碳、甲烷、氧化亞氮、氫氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫,其中以氫氟碳化物、全氟碳化物及六氟化硫造成溫室效應的能力最強,但二氧化碳由於含量較多,對全球升溫的貢獻百分比約為55%。(續待)

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