第 19 章 慎重面對地球環境變遷

1. 第 19 章 慎重面對地球環境變遷 19-1　對聖嬰現象的因應 19-2　大氣臭氧層的問題與因應 19-3 全球暖化的影響與因應 19-4 酸雨的影響與因應 19-5 避免地球環境變遷災害的擴大 現代人若還不知找出因應地球環境變遷的策略，未來人類的前景可能如中國西域上的古國樓蘭，逃不過由繁華而衰滅的命運。

2. 聖嬰現象 • 聖嬰現象是指每年 12 月會發生為期將近 1 個月，赤道東太平洋海水異常增溫的情形。目前每隔2至7年，就會有聖嬰現象。 • 聖嬰發生時，赤道太平洋上的東風減弱，使溫度較高的西太平洋海水向東流，取代了東太平洋原先從深海向上湧升的低溫、富含營養鹽的海水，間接使得南美洲祕魯的漁獲量減少，原先雨量低的陸地也因海水溫度上升、蒸發量大，降雨量大幅增加；西太平洋則是海水溫度下降，蒸發量降低而導致乾旱。

3. 聖嬰現象的因應 • 1997 年發生 20 世紀最後一次、也是該世紀威力最強的聖嬰現象。東南亞國家因缺乏預測經驗，未加以留意，結果森林大火造成霾害，不只土地無法耕種、糧食短缺，連空氣與生態都被破壞。美國因事前發出預警，加州居民做好修繕住屋、道路的工作，將聖嬰帶來的豪雨災害減到最小。 • 若能事先預測聖嬰的發生與威力，就可計畫預防策略，即使災害發生還是可以將損失減少到最低程度。 • 雖然目前還沒有成熟、完善的聖嬰現象預報技術，還是要了解聖嬰現象的本質，知道當它發生時會對各個地區造成什麼影響，進而找出因應、甚至是逆向操作的方法。

4. 「燒芭（火耕）」 • 印尼傳統的農業類型是以放火燒山的方式取得耕地，並靠雨季來滅火。1997 年的聖嬰年，印尼農民同樣以為大雨會澆熄大火，沒想到因為乾旱，森林大火一發不可收拾，造成嚴重霾害。

5. 因應聖嬰現象的成功案例 • 1987 年的聖嬰，造成巴西當年雨量只有正常年雨量平均值的 70％，穀物產量大約只有 10 萬公噸。 • 1992 年再次發現有聖嬰現象即將發生的跡象，巴西政府建議農民改種耐旱的作物，結果當年的雨量雖只有正常年的 78％，穀物產量卻達到 50 萬公噸以上 。

6. 南極臭氧洞變化趨勢 • 1979 年，科學家首次發現南極上空的臭氧含量降低，形成「南極臭氧洞」。之後南極臭氧洞一直在惡化，直到 2002 年似乎略有好轉；但 2003、2005 年卻又惡化到最嚴重的程度(缺1995 年資料)。

7. 臭氧洞的影響與成因 • 臭氧含量降低使地表的生物過度曝晒於陽光中的紫外線，增加人體皮膚病變與白內障的罹患率、降低人類與動物的免疫力、影響植物生長、殺死海洋浮游生物，也降低海洋中的光合作用及大氣二氧化碳的吸收，間接造成地球暖化。 • 科學家從破壞臭氧的機制中做了許多研究，結果指出氟氯碳化物、海龍、四氯化碳等化學物質，是分解破壞臭氧的主要元兇。氟氯碳化物常用於製作人類生活中的冷媒、發泡劑及灌入香水、髮膠、刮鬍泡等的瓶罐中的推進劑。

8. 噴罐 • 早期的噴罐，以氟氯碳化物作為推進氣體，按下噴罐上的按鈕時，內容液會隨著氣體噴射出來。目前都改以不會破壞臭氧層的物質來代替。

9. 維也納公約 • 人類無法回填臭氧到大氣中，因此以國際合作的方法減少破壞臭氧物質的生產與排放。1974 年聯合國環境規畫署成立「臭氧層問題委員會」，經過多年的協調，在1985 年通過維也納公約。 • 公約全名為「維也納保護臭氧層公約」，於1988 年 9 月22 日生效，協調國際社會進行臭氧層本身，以及破壞臭氧層物質的相關研究，對於各種破壞臭氧層的產經活動，應避免或採取任何應對措施，並訂定適當且能具體實施之對策。

10. 蒙特婁公約 • 1989 年 1 月 1 日起生效，內容包含具體管制對象及措施，是為了保護臭氧層，管制國際間臭氧層破壞物質的使用，並逐年禁用破壞臭氧層物質。 • 各簽約國在 2000 年時，需減少氟氯碳化物的排放量達1987 年排放量的一半。 • 公約管制物質的項目和時程已經多次修改，目前管制的項目包括全氟氯碳化合物（CFCS）、非全氟氯碳化合物（HCFCS）、非全氟溴碳化合物（HBFCS）、三氯乙烷及溴甲烷等。

11. 臭氧洞後續 • 氟氯碳化物極為穩定、不容易分解，在大氣中存在的時間很長，數十年前排出的氟氯碳化物，至今仍可繼續破壞臭氧。 • 全球相關研究團隊指出，只要氟氯碳化物的製造與排放能管制得當，大氣中的臭氧層可望在 2050 年恢復正常。 • 蒙特婁公約的簽署與強制執行，已有效抑制氟氯碳化物質的製造與排放，成為國際間聯手解決環境惡化的最佳案例。

12. 全球暖化 • 溫室效應增強是造成全球暖化的原因之一。主要是由大氣中的雲阻擋自地表向外太空散逸的熱；或由大氣的溫室氣體吸收自地表向太空輻射的紅外線長波輻射所造成。 • 全球暖化的研究重心，是以人為因素導致某些溫室氣體增加，對增溫造成的影響與因應為主，而二氧化碳則是所有溫室氣體中最受關注的。

13. 西元 1000 ～ 2000 年的大氣溫室氣體含量

14. 西元 1880 ～ 2004年的全球氣溫及二氧化碳變化趨勢 • 工業革命前二氧化碳在大氣中的濃度為 280 ppm，現代則增加到將近 370 ppm，為地球環境帶來全球暖化的問題。

15. 全球暖化概況 • 全球平均地面氣溫自 19世紀末以來，上升 0.3～0.6℃；尤其最近 25 年來，氣溫上升 0.2～0.3℃。 • 暖化最明顯的地區是北美及歐亞的北緯40°至北緯70°的部分。 • 過去 100 年來，全球海平面的升高率約為 1～2 mm／年，這個速率比過去數千年高了許多。 • 陸地的降水量在北半球中、高緯度地區（除了俄羅斯東部外）有增加的情形，但在緯度較低的副熱帶則呈減少的趨勢。 • 降水量雖有增加，但暖化使北美洲、歐亞大陸的高緯度地區春季至初夏的降雪量減少，北半球的陸地冰雪覆蓋面積，自 1987 年開始持續減少。 • 聖嬰現象在過去數百至數萬年前就已經發生，可證實的是海面溫度的上升可以加強聖嬰現象；近年來，聖嬰現象發生的頻率與強度都有增加的趨勢。

16. 全球暖化的可能影響 • 暖化使水蒸發旺盛，加強全球水循環，水災、旱災等極端天氣現象發生的頻率及嚴重程度，都可能提高。 • 對人類的身體健康方面，可能一些不好的影響；全球水循環蒸發加強，水災及旱災隨之增加，可能使傳染病疫情愈趨嚴重。 • 高緯度地區的植物會有劇烈變化，低緯度地區的植物因暖化而向北擴張。 • 荒漠化將更為嚴重。 • 全球農業及森林的生產力大致能維持目前的水準；有些地區生產力可因技術進步或繼續開發等因素而提高，但有些地區卻可能因過度開發、荒漠化、氣候與環境變遷的影響而降低。 • 愈貧窮落後的國家，適應環境變遷的能力也相對較差，所以會受到更嚴重的衝擊。

17. 全球暖化的因應 • 1997 年通過簽署京都議定書，希望以國際合作、共同管制的方式，減少溫室氣體的產生與排放。

18. 酸雨的成因 • 正常雨水因二氧化碳的溶解，使其酸鹼值約為5.6。 • 雨水的 pH 值低於 5.0，即稱之為酸雨。 • 人類燃燒煤和石油作為燃料，因為煤含有少量的硫，燃燒時產生 SO2；汽車引擎運轉時，汽缸內油氣爆炸產生的高溫，促使空氣中的氧和氮化合，排出 NOX。SO2、NOX 等汙染物質，遇到空氣中的水會形成硫酸、硝酸，使雨水、雲滴、霧變為酸性。 • 酸雲和酸霧，因為沒有雨水的稀釋，比酸雨的酸性還強，美國洛杉磯的酸霧甚至曾經達到pH值1.7。

19. 美國雨水pH值和工業二氧化硫、氮氧化物排放量的關係圖美國雨水pH值和工業二氧化硫、氮氧化物排放量的關係圖

20. 酸雨的影響 • 酸雨會溶出土壤中的礦物質，影響植物生長。 • 酸雨游離出土壤中的鋁、汞等有害金屬離子，再被蔬果吸收，人類若攝食這些蔬果將導致中毒；土壤受汙染還會影響到食物鏈中的草食動物與負責分解的微生物。 • 雲霧繚繞的高山，酸雨和酸霧對森林會造成嚴重傷害。 • 使湖泊酸化，導致魚類及其他水生生物死亡、減少。 • 石灰岩、大理岩建築的古文物與水泥建築會遭酸雨溶蝕破壞。 • 直接傷害人體，產生紅眼病、咳嗽不止、支氣管炎，並可能引發肺病。

21. 酸雨、酸霧造成森林的白化 • 左邊是白化的葉片；右邊則是正常綠色的葉片。

22. 酸雨導致樹皮剝落

23. 湖泊酸化，魚類死亡

24. 酸雨對建築造成的溶蝕破壞 • 圖右是雕像早期的原貌；圖左則是後期因酸雨導致溶蝕的雕像。

25. 酸雨的防治 • 酸雨在 1970 年代造成加拿大的森林浩劫，因此美、加兩國共同合作，透過控制減少 SO2、NOX 汙染物質的排放，以降低酸雨的影響，目前得到相當好的成效 。 • 從湖泊酸度變化百分比來看，三個地區中以安大略省改善情況最佳。

26. 臺灣酸雨的情況 • 臺北盆地及桃園地區的酸雨問題最為嚴重，嘉南平原最輕微。 • 冬季的東北季風將中國沿岸許多汙染源帶入臺灣，增加了額外的汙染源；除北部、東北部外，其他地區冬季降水量也比其他季節少。當降水量降低，汙染濃度又提高時，冬季的酸雨更加嚴重。

27. 避免地球環境變遷災害的擴大 • 自然營力與人為因素都會造成地球環境的改變，但人類扮演了加速、加劇環境變遷的角色。 • 人類應有以下的體認： • 在古代人口、工業活動與人造汙染物排放都遠不及現代的情況下，都曾發生數次文明消失；現在即使有些研究認為人類活動對地球環境變遷的影響不是那麼大，但都不是完全成熟或確定的理論，所以現代人須從自身的公德心做起，珍惜資源、愛護環境。 • 不論是自然或人為因素造成的地球環境變遷，現代人該活用思考能力，擁有未雨綢繆的想法與因應環境變遷的對策。