0

0
0

文字

分享

0
0
0

如果你覺得地球快被我們毀了,你該矯正對全球暖化的認知

活躍星系核_96
・2013/10/01 ・2733字 ・閱讀時間約 5 分鐘 ・SR值 563 ・九年級

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

聯合國IPCC發表新報告,如果你覺得地球快被我們毀了,你該矯正對全球暖化的認知

photographed by Conan (CC)
photographed by Conan (CC)

文\涂智凱、蔡宜芳

前幾天聯合國發布了全球暖化報告(IPCC AR5 WG1: Policymakers),可能是因為2012年的氣候門事件(對於氣候門事件這裡就不多貲述,大家可以參閱這篇文章),所以這次聯合國的暖化報告非常注重公信力以及使用科學的方法驗證全球暖化的成因及影響,他們號召了來自39個國家的1089名專家共同監製,收集了世界各地5萬3千多份的意見,9千多份出版物,並有來自世界各地區的巨量觀測數據、來自氣候模式的模擬超過2萬Gigabytes的數值數據來鑄成這次的全球暖化報告,希望大家能不要再爭論我們人類到底是不是全球暖化的罪魁禍首,而要採取行動,改變我們的未來。

這篇文章就不談這次報告揭露的數據,而是要帶大家深入了解這次AR5有什麼特別有趣的地方,關於數據面請大家可以參閱媒體報導及文章最後的重點摘要:

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
  1. 聯合國報告:全球暖化 95%是人類自己造成
  2. 聯合國警告全球若升溫4.8度 21世紀末台灣10%面積恐淹沒
  3. IPCC:人類致氣候變化可能性超95%

大氣科學是一個難以計算的科學,不像力學用F=ma就可以算出精確的答案,大氣科學存在著大量的變數要考慮,精準預測幾乎不可能,所以你會發現氣象局預測天氣都用機率來表示,事實上,全球暖化也是,他是一個長期的氣候預測,難度更高,對於全球暖化這個議題,聯合國的科學家們甚至需要開辯論大會,在極具爭議的議題上可能還需要投票,這是很有趣的一件事情,當科學遇上表決,但在科技的限制上就是如此,而在這次報告中,每個詞語都有明確的定義(如下表)。

可能性及其發生機率
 Virtually certain(相當確定)  >99%
 Extremely likely(極為可能)  >95%
 Very likely(非常可能)  >90%
 Likely(可能)  >66%
 More likely than not(較為可能)  >50%
 About as likely as not(大約可能)  33~66%
 Unlikely(不可能)  <33%
 Very unlikely(非常不可能)  <10%
 Extremely unlikely(極為不可能)  <5%
 Exceptionally unlikely(相當不可能)  <1%

過去科學家認為有90%的可能性,全球暖化是由人類造成,現在數值已經提高到95%,幾乎確定就是我們造成地球發燒,報告指出,我們若完全沒有作為,在2100年,最糟糕的情況全球溫度會上升4.8度,那我們就會想問,這個最糟糕的情況是怎麼定義的?在以前,我們通常是用二氧化碳濃度來表示污染的程度,但是在聯合國最新的報告是使用RCP(如下表),RCP是什麼呢?譯作為輻射增溫,單位是每平方公尺瓦特,也就是太陽對於地表的加熱作用並被溫室氣體滯留所產生的熱能量,這樣就能以一個變數來更精確的表示溫室氣體造成的地表加熱作用造成的地球環境影響。

RCP定義 2.6 4.5 6 8.5
到2100年輻射能  2.6 W/m2 4.5W/m2 6 W/m2  8.5 W/m2
模擬的CO2濃度  421 ppm 538 ppm 670 ppm 936 ppm

AR5利用地球系統模式(ESM)增加了大氣中CO2交互過程、海洋中生態及生地化反應、腹地上植物生態及路的使用。另外,模擬20世紀後半段的快速增溫現象,以及當火山噴發後的冷卻現象。但模式無法模擬出,近10至15年地面氣溫暖化速率減緩的現象,主要可能的原因,和模式無法正確描述太陽、火山及懸浮微粒之間的交互作用。氣候模式雖然新增了關於雲和懸浮微粒之間的交互過程,但對於這些過程的代表性和量化表現信心度仍低(low confidence)。

下圖是模擬不同情況下地球的升溫情況,如果人類放任汙染,就會出現最糟糕的情況就是RCP8.5,正負兩度C在約2050年左右就要失守了,如果我們從現在開始支持減碳,降低汙染,最佳的情況就是RCP2.6,可以看到要維持2℃不是不可能的任務,而是現在我們必須要開始行動了,另外我們再了解海平面的高度變化。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

p2

現在媒體對於全球暖化存在著很多錯誤觀念,例如你常常看到報導說,北極的海冰溶化造成海平面上升,但事實上,海平面上升真正的主因是熱膨脹,海冰溶化是其次的考慮因素,如果世紀末海平面上升近1公尺(如圖三),台灣將有近1成的面積會被淹沒,包括台北盆地、台中、彰化、嘉義、雲林、高雄及屏東西部沿海等地;另外,台灣颱風的風雨有加重的趨勢,大家都在想,是不是因為全球暖化的關係造成我們的天氣異變,但事實上,科學家對於此有強烈爭辯,但大多數持保留態度,這次報告中對於這個現象的態度也趨於保留,認為此現象不一定是全球趨勢,而是可能存在於特定區域(北大西洋)。

這次的報告肯定人類與全球暖化之間的關係,並也極力告訴我們,地球還有救!只要我們極力推動節能減碳,RCP8.5與RCP2.6之間的差別,被嚴重破壞的藍色星球還有綠色的未來,你選擇哪個?你要交給我們的下一代什麼樣的世界?決定權掌握在我們的手上!

p3

其他重點整理:

  • 海平面的上升最主要的因素是熱膨脹,冰山融化是次要
  • 台灣人有近九成(87.7%)相信全球暖化是由人類所引起,但是根據美國耶魯大學的調查,只有不到半數的美國人(49%)認為全球暖化的主因是人類
  • 對於全球暖化與人類之間的關係,確定度由90%到95%
  • 若無作為2100年溫度可能上升4.8度
  • 2050年2度C失守
  • AR4預測2020年夏季無冰(約4百萬平方公里),AR5為2050年
  • AR4大膽預測,AR5強調公信力與科學分析,並引用大量資料及意見(2萬Gigabytes資料 9000多篇出版物 報告厚度達幾萬頁 5萬多份意見)
  • AR5的圖集資料解析度更高,雖然不及台灣
  • AR4用溫室氣體濃度,AR5用RCP來比較人類的汙染程度,並強調人類有做為與無作為的差異
  • 對於各種氣候災害與全球暖化的關聯性都比AR4更確定,只有關於熱帶氣旋與全球暖化之關係,AR5趨近保守(likely),因為此課題存在著非常大的爭議,可能非全球暖化的結果,所以台灣的颱風增強可能非全球暖化的結果
  • 氣候預測難,當科學遇上投票與辯論,用「可能性」方式預測

 

大氣溫度:人為排放的溫室氣體對21世紀的溫度影響很大。其中陸地溫度上升的幅度比海洋大,極區暖化的速度更快。當全球平均溫度升高,會有更多熱的極端事件發生,冷極端事件相對減少,熱浪發生頻率會增加。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

水循環:21世紀氣候暖化的背景下,乾、濕區的季節降雨對比更加明顯,高緯地區和赤道太平洋地區的降雨會增加,雖然有些區域會例外。許多中緯度和副熱帶地乾區,降雨會減少;季風影響的區域會增加,季風降雨增強,影響時間也會延長,但環流會減弱。

空氣和海洋:在未來的模擬中,溫度上升提高臭氧的破壞率,使得地表臭氧濃度減少,但是甲烷的濃度卻增加。在各種RCP情境中,海洋溫度都是上升的。海洋暖化最顯著的區域在熱帶和副熱帶的表層海水。而海洋吸收人為CO2的增加造成海水酸化,PH值降低,碳酸鹽離子減少,改變化學平衡。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
文章難易度
活躍星系核_96
778 篇文章 ・ 128 位粉絲
活躍星系核(active galactic nucleus, AGN)是一類中央核區活動性很強的河外星系。這些星系比普通星系活躍,在從無線電波到伽瑪射線的全波段裡都發出很強的電磁輻射。 本帳號發表來自各方的投稿。附有資料出處的科學好文,都歡迎你來投稿喔。 Email: contact@pansci.asia

0

2
0

文字

分享

0
2
0
末日模擬!從氣候變遷到核戰爭,人類未來將走向哪個結局?
PanSci_96
・2024/11/19 ・1957字 ・閱讀時間約 4 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

科學家模擬的末日場景

隨著二氧化碳排放持續增加,全球的政治局勢日益緊張,世界上各國的承諾屢屢在國際會議中被辜負,戰爭的結束也似乎遙遙無期。警示世界末日的「末日鐘」越來越接近午夜,人類與地球的未來變得越來越悲觀。

這並非一種刻意的悲觀,而是基於氣候變遷和人類衝突升溫的現實。許多人或許和我一樣好奇,末日會不會真的臨近?如果會,那又會是什麼樣的場景?是氣候徹底失控的《明天過後》?還是生態浩劫後的全面沙漠化,需要武力生存的《沙丘》和《瘋狂麥斯》?或者是核戰之後,所有人生存在廢墟中的《異塵餘生》?

我們的未來走向尚未確定,但科學家已經率先模擬了不同的可能結局,讓我們可以一窺未來的模樣。這些模擬告訴我們,如果人類繼續走某些路徑,地球的結局將是如何。至於我們是否能避免這些結果,就得由全體人類共同決定。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 獲取更多深入淺出的科學知識!

如何模擬出整顆星球的氣候變化?

要模擬整顆星球的大氣變化是一項龐大的任務,至少需要三大要素:理論、資料、和計算資源。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

首先,人類對氣候系統的物理和化學模式需要有足夠的了解,也就是大氣理論必須足夠完備。其次,需要足夠多的資料來模擬整個行星。這些資料包括地球半徑、自轉速度、海洋分布、太陽輻射、大氣成分等等,甚至是地表的狀況與地形。台灣的中央山脈就能影響到西太平洋的颱風走向,進而影響整個東亞的氣候。如果希望盡可能還原地球的真實情況,還需考量海洋的垂直溫度分布、植物分布導致的生物地球化學反應等。

最後,還需要強大的計算資源,也就是超級電腦。由於資料量龐大,每個參數的小誤差都可能引發蝴蝶效應,影響到預測結果。因此,科學家通常會微調各項參數,並對每組參數進行多次計算,這些都需要大量的運算能力。

模擬沙丘中的荒漠星球

科幻小說《沙丘》中的厄拉科斯,經布里斯托大學模擬,揭示未來氣候可能。圖/wikimedia

科幻小說《沙丘》中的厄拉科斯(Arrakis)是一顆完全荒漠化的星球,英國布里斯托大學的亞歷山大·法恩沃斯等人曾對這顆星球進行了模擬。他們使用在研究地球氣候變遷時使用的氣候模型,並結合小說中的設定,如大氣中的二氧化碳濃度和臭氧含量等,模擬了 500 年後的厄拉科斯氣候。

模擬結果顯示,厄拉科斯的赤道和熱帶地區夏季高溫達 45 度,冬季不低於 15 度。而高緯度地區則更為極端,夏季高溫可達 70 度,冬季最低可達 -75 度。由於大氣濕度和雲層的存在,極地反而比赤道更溫暖。此外,儘管小說中描述厄拉科斯幾乎沒有降雨,但模擬顯示高緯度和山區仍會有少量降雨。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

這些結果顯示,科學家不僅愛科幻,也樂於用科學方法來驗證科幻中的設定。這些模擬能讓我們更了解地球的氣候系統,並讓我們警惕荒漠化的危機。

核戰後的世界:核冬天的可怕景象

如果人類全面爆發核戰爭,戰後的世界會是什麼樣子?研究顯示,大規模的核武攻擊將產生大量的輻射塵和煙灰,進入大氣層並遮蔽陽光,導致「核冬天」的到來。

2019 年的一篇研究模擬了美俄之間的全面核戰爭,結果顯示,爆發後的第一年,全球氣溫將大幅下降,北半球的夏季溫度將下降 25 度,冬季氣溫則會降至零下,植物生長期縮短至僅剩 25 天。煙灰遮蔽陽光,導致全球糧食供應崩潰,第二年可能有 50 億人面臨飢餓。

這些模擬結果告訴我們,全面核戰將帶來毀滅性的後果,核冬天將使人類無法正常生活,這是真正的末日場景。

-----廣告,請繼續往下閱讀-----
核戰模擬顯示,氣溫驟降與糧食崩潰將致全球大饑荒。圖/envato

地球的未來會是如何?

地球未來的命運取決於我們今天的選擇。如果我們對氣候變遷置之不理,兩極冰帽將完全融化,海平面上升,許多沿海地區將被淹沒。雖然不至於像《水世界》中那樣極端,但低地區域的居民將面臨嚴重的生存挑戰。

如果人類選擇繼續衝突,甚至爆發毀滅性戰爭,我們的未來將如《瘋狂麥斯》或《異塵餘生》般,生存在廢墟中,面對乾旱、糧食短缺與持續的環境破壞。

歡迎訂閱 Pansci Youtube 頻道 鎖定每一個科學大事件!

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

PanSci_96
1262 篇文章 ・ 2403 位粉絲
PanSci的編輯部帳號,會發自產內容跟各種消息喔。

0

0
0

文字

分享

0
0
0
新北「氣候行動徵件」活動總獎金 8 萬元 號召青年展開行動成為氣候領袖
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/05/23 ・1247字 ・閱讀時間約 2 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

全球正面臨急遽的氣候變遷,世界公民必須共同面對,環保局發布「新北 2024 國際青年氣候行動論壇——氣候行動團隊創意徵件」,鼓勵臺灣青年從校園或社區出發,針對觀察到的環境問題提出行動方案,入選隊伍將獲得專業導師指導並帶領實踐提案內容,最終勝出者不只可獲新臺幣 4 萬元獎勵金,更有機會放眼國際,於年底的紐約荒野中心青年氣候高峰會上展現成果。環保局將於 5 月 24 日下午辦理線上說明會,徵件日期至 6 月 24 日截止,歡迎有興趣參與的學生及老師報名參與!

報名網址:https://reurl.cc/Ke0gQn

環保局表示,新北市已連續 3 年辦理青年氣候論壇,建立與青年交流對話的平台,今(113)年更持續與紐約荒野中心(The Wild Center)攜手,號召青年以行動應對氣候變遷,培養青年成為氣候領袖。實踐淨零永續的道路上,青年的角色非常重要,去年新北市青年氣候論壇邀請到荒野中心氣候行動主任 Jen Kretser,分享了許多紐約青年行動案例,像是大學生於學院頂樓設置太陽能板,實現「上課教室自主發電」的校園計畫,又如同學自發建立校園田園、自主提出畢業晚會減塑需求等,引起與會臺灣青年們的廣大迴響,提出許多問題進行討論。

新北市環保局「2023 新北青年氣候論壇」,邀請到美國紐約荒野中心氣候行動主任 Jen Kretser(左 3),分享了許多紐約青年行動案例

環保局長期關注青年行動力,辦理「環保小局長計畫」、「永續未來學院」、「青年氣候論壇」等活動,致力推動全齡化的環境教育,今發布的「氣候行動團隊創意徵件」,進一步鼓勵臺灣「青」世代成為行動發起者,提出自己的問題觀察與創意解方,並真正落實行動,由青年自己決定從何處開始改變,即使是日常生活中觀察到看似微小的行動,都有可能在實踐後擴大影響到整個校園、社區,甚至整座城市。

環保局說明,氣候行動徵件邀請全臺高中職及大專院校學生,透過影像紀錄、實體行動、循環設計、社群媒體傳播等多元方式呈現創意永續行動提案,徵件至 6 月 24 日止,經初選後 4 組入選隊伍將在新北市展開為期一個月的短期氣候行動實踐,同時由環保局媒合專業導師進行線上課程,最後於 8 月「新北 2024 國際青年氣候行動論壇」進行決選,優勝的隊伍除可獲得獎勵金外,更能持續推展氣候行動並製成行動影片,影片有機會在年底紐約荒野中心青年氣候高峰會上進行分享,讓青年氣候行動與國際接軌。

環保局將於 5 月 24 日下午辦理線上說明會,歡迎有興趣參與的學生及老師報名參與,徵件簡章及更多相關資訊可至環保局官網或「新北 2024 氣候行動團隊創意徵件」活動網站查詢。

※ 5/24 徵件線上說明會報名網址:https://reurl.cc/Ke0gQn
※ 環保局官網簡章:https://www.epd.ntpc.gov.tw/Article/Info?ID=11254
※ 「新北 2024 氣候行動團隊創意徵件」活動網站:https://greenage2024.com

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文轉自新北市政府環境保護局網站

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
222 篇文章 ・ 313 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia

0

3
1

文字

分享

0
3
1
溫室效應有救了?把二氧化碳埋進地底吧!  
鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
・2024/03/25 ・1389字 ・閱讀時間約 2 分鐘

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

本文由 台灣中油股份有限公司 委託,泛科學企劃執行。 

近年全球對於氣候變遷的關注日益增加,各國紛紛宣布淨零排放(Net Zero Emissions)的目標,聯手應對氣候變遷所帶來的挑戰。淨零排放是指將全球人為排放的溫室氣體量和人為移除的量相抵銷後為零。而「碳捕存再利用技術(Carbon Capture Utilization and Storage,簡稱 CCUS)」技術被視為達成淨零重要的措施之一。 

CCUS 示意圖。圖/INPEX CCS and CCUS Business Introduction Video 2022 

「碳捕存再利用技術 CCUS」是什麼? 

CCUS 技術可以有效地將二氧化碳從大氣中捕捉並封存,進而減少溫室氣體的排放。CCUS 包含捕捉、運輸、封存或再利用三個階段,也就是將二氧化碳抓下來,並且存起來或是轉換成其他有價值的化學原料。關於如何捕捉二氧化碳,可以參考我們先前拍的影片《減碳速度太慢?現在已經能主動把二氧化碳抓下來!?抓下來的二氧化碳又去了哪裡?》。 

至於捉下二氧化碳之後,該存放在哪裡呢?科學家們看上一個經過數千萬年驗證、最適合儲存的地方——地底。沒錯,地底可不只有石頭跟蜥蜴人,只要這些石頭中存在孔隙,就可以儲存氣體或液體。最常見的就是天然氣與石油。現在,我們只要將二氧化碳儲存到這些孔隙就好。 

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

封存的地質條件也很簡單,第一,要有一層擁有良好空隙率及滲透性的「儲集層」,通常是砂岩。第二,有一層緻密、不透水且幾乎無孔隙的岩石,用來阻擋儲集層的氣體向上逸散的「蓋層」,常見的是頁岩。只要儲集層在下,蓋層在上,就是一個理想的儲存環境。 

臺灣哪裡適合地質封存? 

臺灣由東往西,從西部麓山帶、西部平原、濱海到臺灣海峽,都有深度達 10 公里的廣大沉積層,並且砂岩與頁岩交替出現,可說是良好的儲氣構造。 

至於臺灣適合封存二氧化碳的地點,有個很直接的作法,就是參考石油、天然氣的儲存場域就好,也就是所謂的「枯竭油氣層」。將開採過的天然氣或石油的空間,重新拿來儲存二氧化碳。而臺灣的油氣田,主要集中在西部的苗栗與臺南一帶,在 1959~2016 年,累計產了 500 億立方公尺的天然氣,和超過 500 萬公秉的凝結油。 

臺灣油氣田位置圖。圖/《科學發展》2017 年 6 月第 534 期
鐵砧山每年封存 10 萬噸二氧化碳(相當於通霄鎮 1/3 人口一年的二氧化碳排放量)。圖/台灣中油

而至今這些枯竭油氣田,適合來做二氧化碳的封存。例如苗栗縣通霄鎮的鐵砧山是臺灣目前陸上發現最大的油氣田,不只是封閉型背斜構造,更擁有厚實緻密的緻密蓋岩層。在原有油氣田枯竭後,從民國 77 年開始轉為天然氣儲氣窖利用原始天然氣儲層調節北部用氣的方式,已持續超過 35 年。因此中油也正規劃在鐵砧山氣田選擇合適的蓋層和鹽水層,進行小規模的二氧化碳注入,作為全國首座碳封存的示範場址。並同時進行多面向的長期監測,驗證二氧化碳封存的可行性與安全性。 

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

更多詳細內容及國際 CCUS 案例,歡迎觀看影片解惑! 

-----廣告,請繼續往下閱讀-----

討論功能關閉中。

鳥苷三磷酸 (PanSci Promo)_96
222 篇文章 ・ 313 位粉絲
充滿能量的泛科學品牌合作帳號!相關行銷合作請洽:contact@pansci.asia