‘溫室效應’是屬於地球的大氣層上其中一種物理特性,分為‘天然的溫室效應’和‘人為溫室效應’。
如果沒有大氣層,地球的表面平均溫度會是 -18℃。
但有了大氣層之後,地球的平均溫度會是適合的15℃。
為甚麼會有這麼大的差別呢?
其實他們的差別在於大氣層中一類名為溫室氣體所致,這類氣體吸收了紅外線輻射之後,才會影響到地球整體的能量平衡。
在普通的情況下,整體上的地面和大氣層應該在吸收太陽輻射後能平衡地釋放出紅外線輻射到太空外。可是受到溫室氣體影響後,大氣層吸收的紅外線輻射份量多過它所釋放到太空外的份量,這樣更導致地球表面溫度上升,此過程可稱為‘天然的溫室效應’。
由於近年來人類的經濟活動快速成長,人類所製造的化學品和對空氣造成的污染以前所未有的速度增長,導致改變了大氣層的結構。人類活動中,特別是燃燒化石燃料、固體廢棄物及森林砍伐後,釋放出大量的溫室氣體,結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上,加強了‘溫室效應’的作用。也就是‘人為溫室效應’。
溫室效應的主要成因是溫室氣體的過量排放。
因未溫室氣體能夠儲存熱能,令地球的熱能上升,造成全球暖化。
溫室氣體
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留存期
(年) |
全球變暖潛能
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20年
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100年
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500年
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二氧化碳 (CO2) |
未能確定
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1
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1
|
1
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|
甲烷 (CH4) |
12.0
|
62
|
23
|
7
|
|
一氧化二氮 (N2O) |
114
|
275
|
296
|
156
|
|
氯氟碳化合物
(CFCs) |
--
|
--
|
--
|
--
|
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i) |
CFCl3 (CFC-11)
|
45
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6300
|
4600
|
1600
|
ii) |
CF2Cl2 (CFC-12)
|
100
|
10200
|
10600
|
5200
|
iii) |
CClF3
(CFC-13) |
640
|
10000
|
14000
|
16300
|
iv) |
C2F3Cl3
(CFC-113) |
85
|
6100
|
6000
|
2700
|
v) |
C2F4Cl2
(CFC-114) |
300
|
7500
|
9800
|
8700
|
vi) |
C2F5Cl
(CFC-115) |
1700
|
4900
|
7200
|
9900
|
溫室氣體佔大氣層不足1%。
而總濃度需視乎各‘源’和‘匯’的平衡結果。
‘源’是指某些化學或物理過程使到溫室氣體濃
度增加,相反‘匯’是令其減少。
人類的活動可直接影響各種溫室氣體的‘源’和‘匯’而因此改變了其濃度。
大氣層中主要的溫室氣體可有二氧化碳(CO2),甲烷(CH4),一氧化二氮(N2O),氯氟碳化合物(CFCs)及臭氧(O3)。
大氣層中的水氣(H2O)雖然是‘天然溫室效應’的主要原因,但普遍認為它的成份並不直接受人類活動所影響。
溫室氣體
|
源
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匯
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對氣候的影響
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二氧化碳 (CO2) |
1) 燃料 2)
改變土地的使用 (砍伐森林) |
1) 被海洋吸收 2)
植物的光合作用 |
吸收紅外線輻射,影響大氣平流層中O3的濃度 |
甲烷 (CH4) |
1) 生物體的燃燒 2) 腸道發酵作用 3) 水稻 |
1) 和OH起化學作用 2)
被土壤內的微生物吸取 |
吸收紅外線輻射,影響對流層中O3及OH的濃度,影響平流層中O3和H2O的濃度,
產生CO2 |
一氧化二氮 (N2O) |
1) 生物體的燃燒 2) 燃料 3) 化肥 |
1) 被土壤吸取 2)
在大氣平流層中被光線 分解與及和O起化學作用 |
吸收紅外線輻射,影響大氣平流層中O3的濃度 |
臭氧 (O3) |
光線令O2產生光化作用 |
與NOx,ClOx及HOx等化合物的催化反應。
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吸收紫外光及紅外線輻射 |
一氧化碳 (CO) |
1) 植物排放 2)
人工排放(交通 運輸和工業) |
1) 被土壤吸取 2) 和OH起化學作用
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影響平流層中O3和OH的循環,產生CO2 |
氯氟碳化合物 (CFCs) |
工業生產 |
在對流層中不易被分解,但在平流層中會被光線分解和跟O產生化學作用
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吸收紅外線輻射,影響平流層中O3的濃度 |
二氧化硫 (SO2) |
1) 火山活動 2)
煤及生物體的燃燒 |
1) 乾和濕沉降 2) 與OH產生化學作用
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形成懸浮粒子而散射太陽輻射 |
太陽輻射主要是短波輻射,而地面輻射和大氣輻射則是長波輻射。大氣對長波輻射的吸收力較強,但對短波輻射的吸收力比較弱。所以:
· 白天,太陽光射到地球上,部分能量被大氣吸收,部分被反射回宇宙,大約47%左右的能量被地球表面吸收。
· 夜晚,晚上地球表面以紅外線的方式向宇宙散發白天吸收的熱量,其中也有部分被大氣吸收。
大氣層如同覆蓋溫室的玻璃一樣,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,被太陽照射時溫度急劇升高,不受太陽照射時溫度急劇下降。但因於溫室氣體的增加,令地球整體所保留的熱能增加。
大家也是生活在地球上的一分子,卻是個污染物製造者,又是溫室效應氣體產生的貢獻者。應該出一分力為地球緩和氣溫上升的速率,更要大氣安定化,也就是要將大氣中二氧化碳(CO2)的濃度不再繼續增加,如果人們能達成拯救地球的共識的話,以下幾點是可行的方法:
1.
有自己做起:降低能源的使用量及提高能源的使用效率,從內心去珍惜能源、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,以節省汽油的消耗量。這些都是我們每個人都可以做得到的事。
2.
開源節流:研究開發潔淨無污染的能源,如太陽能、地熱、風力、
水力、潮汐及氫燃料等,這些新能源的使用,一方面避免CO2的產生,另一方面又能充分利用資源。鼓勵業者發展低耗能、低污染之產業,加強改善或淘汰高耗
能、高污染之產業,加強產業升級,引進相關技術,優先進行高耗能、高污染產業的二氧化碳排放削減。積極使用大眾運輸系統,以達節約能源及減輕空氣污染。
3.
綠化環境:停止砍伐原始熱帶雨林,熱帶雨林會吸收二氧化碳、產生氧氣,地球上氧氣總量的40%,都是經由亞遜河區的熱帶雨林產生。而今日人類大量使石化燃料、大量伐木,造成大氣中的二氧化碳濃度提高,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現有森林的破壞,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,以增加吸收二氧化碳(CO2)。
i)
經濟的影響
全球有超過一半人口居住在沿海100公里的範圍以內,其中大部份住在海港
附近的城市區域。所以,海平面的顯著上升對沿岸低窪地區及海島會造成嚴重的經濟損害,例如:加速沿岸沙灘被海水的沖蝕、
地下淡水被上升的海水推向更遠的內陸地方。
ii) 農業的影響
實驗證明在CO2高濃度的環境下,植物會生長得更快速和高大。但是,‘全球變暖’的結果可會影響大氣環流,繼
而改變全球的雨量分佈與及各大洲表面土壤的含水量。由於未能清楚了解‘全球變暖’對各地區性氣候的影響,以致對植物生態所
產生的轉變亦未能確定。
iii)
海洋生態的影響
沿岸沼澤地區消失肯定會令魚類,尤其是貝殼類的數量減少。河口水質變鹹可會減少淡水魚的品種數目,相反該地區海洋魚類的
品種也可能相對增多。至於整體海洋生態所受的影響仍未能清楚知道。
iv) 水循環的影響
全球降雨量可能會增加。但是,地區性降雨量的改變則仍未知道。某些地區可有更多雨量,但有些地區的雨量可能會減少。此外
,溫度的提高會增加水份的蒸發,這對地面上水源的運用帶來壓力。
令氣溫增加後,對人類的影響。
氣溫升一度 死亡率增兩倍
(星島) 05月 30日 星期三 06:30AM
(綜合報道)
(星島日報 報道)溫室效應導致全球暖化,本港天氣亦愈來愈炎熱。天文台最近研究發現,在酷熱的天氣下,市民因中暑、循環系統或呼吸系統疾病而引發的死亡率,隨每升溫一度,遞增兩倍,愈熱死亡率愈高,當中又以六十五歲以上長者的死亡風險最高。天文台正研究引入一套「熱力指數」,不排除會按炎熱的程度進行分級,供市民作參考。
所謂「熱力指數」(Thermal
Index),是指綜合溫度、濕度和風力計算出來的一項綜合指數,反映人在特定溫度下的舒適度。
根據天文台最近就「熱力指數」與本港死亡率關係所作的研究顯示,在溫室效應之下,本港一九八三年至二○○五年期間的五月至九月,「熱力指數」上升約○點二五,平均每十年上升約○點一五。而該段期間的十一月至三月,則上升了一點○五,每十年上升一點一五。
研究指出,因中暑、循環系統和呼吸系統疾病而引發的死亡率,與「熱力指數」有密切關係,當中以中暑最為顯著。例如「熱力指數」上升至超過二十六,
氣溫再上升一度,死亡率以兩倍的倍數遞增,即上升兩度的話,死亡率則達四倍,如此類推。
同樣,在冬天「熱力指數」低於十四,循環系統和呼吸系統疾病的死亡率亦會增加一至三倍。無論指數高於二十六或低於十四,六十五歲以上長者的死亡風險,也是所有年齡組別當中最高。
天文台科學主任(氣候變化及氣候預報)梁延剛表示,天文台正研究引入一套可供市民作參考的「熱力指數」,設立熱力分級制,將炎熱程度作清晰的劃分,讓市民評估自己能承受的暑熱壓力。
昨日出席「氣候變化國際研討會」的德國波茨坦溫室效應研究所首席經濟學者Ottmar
Edenofer表示,減少人為的溫室氣體排放,最有效方法是制定減排交易,但現時全球市場仍然鬆散,歐盟 正打算邀請不同地區及國家,包括香港參與。
樂施會則指,面對暖化,發展國家應資助至少五百億美元予發展中國家,進行有效的適應措施。