一則發表在《環境研究通信》（Environmental Research Letters）的研究指出，將大樓屋頂改成較能反光的鋪面能降低地球溫度，卻不用太多的開銷。介於南北緯45度間的都市和近郊－從美國明尼阿波里斯市（Minneapolis），到中美洲的智利，共兩百萬平方公里，比墨西哥再稍大一些的面積裡，因為有超過60%的面積是屋頂，若屋頂改用較反光的材質，則能降低全球的平均溫度多達0.07度C。科學家估計，全世界不開車50年所降低的二氧化碳排放量，才能達到同樣效果。雖然將所有屋頂都換上反光材質聽起來是不可能的任務，但和其他減緩暖化的作法相比，已經簡單許多。
資料來源：ScienceShot: Bright Roofs, Cool World [12 April 2012]
本文與 Panasonic 合作，泛科學撰文
●以下科學研究內容作為知識分享，不直接與Panasonic A La Uno全自動洗淨馬桶產品功能連結
在做家務的痛苦排行榜上，「刷馬桶」絕對名列前茅。明明天天都在沖水，但過不了幾天，馬桶內壁邊角總會浮現黃黃的水垢、角落發黑的霉斑，甚至是那些刷掉又長出來的粉紅色污垢（黏質沙雷氏菌）。
許多市售衛浴設備常標榜「神奇抗污」或「永久不沾」，讓人誤以為安裝後便能永保潔淨。然而從材料科學的角度來看，世上並無能使污垢憑空消失的魔法。所謂「耐污」的實質機制，並非打造完全不沾染髒污的材質，而是調整表面的物理與化學屬性，使水垢和微生物難以強力附著。一旦降低了污垢與內壁之間的附著力，透過日常水流沖刷，便能輕易地將髒污帶走。
要搞懂為什麼某些特殊表面能做到「耐污」，我們得先像偵探一樣，拆解馬桶裡的髒污究竟是怎麼「抓緊」材料表面的。馬桶內壁的污垢主要有兩大難纏的元兇：
這兩大類污垢想要在材料上「落腳」，前提是它們必須能在表面找到足夠的附著點與黏合力。那麼，材料科學家是如何讓這些髒污「站不穩」的呢？答案就藏在「表面能（Surface Energy）」與「濕潤性（Wettability）」這兩個核心概念中。
當我們把水滴在某個表面上時，水滴會聚成一顆圓滾滾的水珠，還是迅速攤平開來？這取決於表面的特性：
如果要用攀岩來比喻：傳統粗糙的表面就像是有許多凹槽的攀岩牆，髒污就像攀岩者，需要找到落腳點並用力撐住才能攀附；而我們做的是抽掉把手點，或是在把手上塗上潤滑油，讓髒污找不到施力點，自然難以停留。
解決了水垢，下一個更棘手的對手是「細菌」。
馬桶內壁那些黑黑粉粉、摸起來滑滑的污垢，在微生物學中被稱為「生物膜（Biofilm）」。細菌並不是孤立生長的，當單顆細菌落在表面後，如果覺得環境舒適，它就會開始分泌胞外聚合物（EPS），這是一種天然的超強膠水。細菌們用這種膠水把自己與同伴緊緊黏在一起，並築起堅固的防禦堡壘，這時一般的沖水就很難把它們沖洗乾淨了。
根據《Nature Communications》與《Microsystems & Nanoengineering》的學術期刊研究指出，要阻止生物膜形成，除了化學上的抗菌，材料的「表面微幾何結構」扮演了至關重要的角色。
材料科學領域中有一個著名的「附著點理論（Attachment Point Theory）」：
當細菌發現自己在這個表面上連「手都握不緊」、隨時會被水流吹走時，它就無法順利定殖並分泌膠水築巢。此外，現代衛浴結構在設計時，也越來越強調「一體成形」與「無接縫工藝」。消除接縫與死角，等於直接拔除了細菌與水垢最喜歡的避風港。
了解了材料化學與微觀幾何，我們就能勾勒出一座現代耐污馬桶的完整防禦體系：【材料層（低附著力）】+【結構層（無縫平滑）】+【動態流體層（泡沫與水流剪切力）】= 高效清潔！
以市面上備受矚目的 Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶為例，就是將材料科學、結構工程與流體力學發揮到極致的典型代表：
A La Uno 全自動洗淨馬桶採新開發的「有機玻璃系新素材」（以壓克力高分子為基礎研發的衛浴專用材料，這類高分子成形技術亦被廣泛運用於大型水族館高壓觀景窗與飛機機艙罩）。這種材料表面具備極佳的疏水性與耐水垢特性，水滴不易長時間攤平停留；材質堅固、不易破裂，耐刮、不易造成細小傷痕。通過實驗測試，這種素材配合泡沫洗淨，在沖洗後能有效沖刷掉高達 99.99% 的大腸桿菌，從源頭阻斷細菌定殖。
在宏觀結構上，A La Uno 全自動洗淨馬桶採用無水箱沖水與便器、溫水洗淨便座一體成型設計，減少傳統水箱與座體之間的結構層次及接縫，並搭配可動迴轉式排水系統完成沖洗。更貼心的是其「三重防護」設計：
當污垢降落在馬桶內壁時，A La Uno全自動洗淨馬桶 的動態流體科技便接手進行徹底打掃。其「雙效泡沫洗淨」會先釋放直徑約 5mm 的「毫米泡沫」包裹並帶走大塊髒污，再透過直徑約 60微米的「微米泡沫」深入微觀縫隙，徹底溶解殘餘的油脂與細微污垢。接著，配合高度清潔力的「漩渦型強力水流」，利用旋轉產生的流體剪切力，一口氣將附著力已被削弱的污垢剝離並沖走。此外，Panasonic A La Uno 全自動洗淨馬桶還搭襯了 nanoe™ X 健康科技，釋放氫氧離子有效抑制異味與髒污，維持空氣與內壁的良好衛生狀態。
從材料化學的低表面能設計，到微觀幾何的附著點控制，再到流體力學的水流沖刷，一座現代抗污馬桶的演進，縮影了人類如何運用基礎科學來解決日常生活痛點的智慧。
我們習慣將衛生清潔想像成一場與細菌髒污的硬碰硬死鬥。然而，A La Uno全自動洗淨馬桶 等現代衛浴技術的突破，展示了材料科學的另一種聰明思維：不靠強酸強鹼硬打，而是透過物理與化學邏輯，將「污垢固著」的機率降到最低。
當材料科學與現代衛浴技術結合，刷馬桶不再是一件令人頭痛的辛苦瑣事。透過這些前沿科技的加持，我們得以從繁重的家務勞動中解放，享受更加乾淨、舒適且有品質的日常生活。
*1 參考論文：A metallic anti-biofouling surface with a hierarchical topography containing nanostructures on curved micro-riblets
*2 參考論文：Brushing up functional materials
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我在上課或演講提到烏鴉時，經常用到一張照片。那是我大約在十年前碰巧在新宿拍攝到的。照片前方為堆得很高的廚餘，以及飛到那上面的幾隻烏鴉。背景則是剛下班的很像男公關的年輕男子們。在螢幕上先放這一張，然後再放另一張，渡鴉正盯著狼吃剩的鹿並準備要搶食，以及牠們後面的狼的照片。
「你們看，這兩張照片展現出來的是完全相同的生態學景象。大型動物吃剩的食物。要清理這些的腐食者也就是烏鴉。以及位於後方的肉食系動物。」
在聽眾沒有笑的時候，立刻放下一張投影片就是我的祕訣。
當烏鴉看到垃圾袋的時候，就會去啄或是去拉扯，很快就會把塑膠袋扯破。根據研究，牠們並不是看見什麼就啄什麼，而是會挑紅色或橘色系的地方啄。那應該是肉或果實的顏色吧。把橘子皮靠外側放的話，就像是在教牠們「這裡是目標」一樣，聽說牠們也會去找茶色的絲襪。
烏鴉非常清楚塑膠袋裡面裝有美味的食物。我在京都的公園裡看到的巨嘴鴉會停在垃圾桶上，把頭埋進去，叼住便利商店的塑膠袋往上拉，先用腳踏住壓著讓它不要掉下去，再把袋子裡面的東西一個個拉出來檢視。
保鮮膜或是紙屑等不能吃的東西立刻就會「呸！」的丟掉，弄得周圍非常凌亂。牠們非常用力地丟，讓人很想建議牠們省點力氣，不必丟那麼遠也沒關係。對烏鴉來說，可能是假如沒有把不能吃的東西丟遠一點的話，要是跟食物混在一起就很麻煩吧。
雖然我們是把垃圾分成「可燃」和「不可燃」，烏鴉則是把垃圾分成「可食」和「不可食」。正確的說法應該是「可以吃的東西」和「垃圾」。雖然對人類來說那全部都是垃圾，不過對烏鴉來說，那有很高的機率會是食物。
那麼，在講到烏鴉的食物時，曾經講過烏鴉是雜食性，也是腐食動物（scavenger，清道夫）。換句話說，烏鴉原本就是在看到屍體的時候會很高興的去吃的動物。烏鴉把喙部伸進垃圾袋中把內容物拖出來的樣子，也跟從動物的屍體中拖出內臟的行為完全相同。
沒錯，所謂垃圾袋就是「被皮包覆著的肉」，也就是說，跟屍體是一樣的。從烏鴉的角度來看，清晨的路邊是「有很多好像很可口的屍體的地方」，在旁邊有人類站著，呈現的是「旁有狼群」的狀態。混有免洗筷或其他的東西，應該就像吃到很多小骨頭的魚一樣吧。
換句話說，烏鴉翻揀垃圾吃的行為，跟翻揀在地面上的屍體是完全相同的，以清道夫來說是理所當然的行為。牠們並不是「適應城市」或是「因為山裡住不下去而勉為其難」，而是「由於有食物，所以就晃過來」翻揀食物了。牠們的行為，只不過是把森林裡的生活原封不動的帶進城市裡而已。
在北海道知床觀察聚集在北海道鹿屍體旁的巨嘴鴉時，我總是感覺牠們的行為就跟聚集在東京新宿垃圾收集場的烏鴉幾乎完全一樣。首先是聚集在周邊「Ka」、「Ka」的鳴叫，停棲在樹枝上確認狀況，再逐漸降到比較低矮的地方，好像在說「要不要過去呢？不過還是先不要好了」般的反覆先蹦的跳下去，又再回到樹枝上的動作。
最後總有一隻耐不住的烏鴉靠近過去，小心謹慎地去拉扯肉的一邊。拉扯一下之後就跳著飛走，確認有沒有危險。要是什麼事也沒有發生的話，其他的個體也會陸續飛下來圍在旁邊，有時會前後換班開始吃起來。趕緊把肉塞滿一嘴之後就會飛到旁邊的樹枝上站著慢慢吃，或是躲到哪裡去。巨嘴鴉這種簡直就像是特化成為翻揀垃圾般的行為，就跟發現動物的屍體聚集過去時的行為一模一樣。
那麼，這裡再以生態學的觀點，來想想「為什麼都市裡有這麼多烏鴉」。鳥為了要存活，就必須要獲得資源。首先需要有食物，然後為了繁殖，就必須要有營巢場所。有時候為了雛鳥需要有特別的食物，還有時候會需要夜棲點。既有喜歡草叢當藏身處的，也有喜歡茂密森林的鳥。只要能夠獲得這類的資源，那隻鳥就可以在那裡生活。沒有的話就沒辦法棲息。
雖然你可能會認為這很單純，沒什麼，不過在大都市中生活的鳥，毫無例外的，得要以某種形式獲得必要的資源（或是找到代替品）來過日子。例如麻雀把換氣口或是水管當成「樹洞」來營巢，鶺鴒把馬路當成「枯水時的河床」走來走去。野鴿把建築物當成故鄉的「岩石山」來住。遊隼把高樓大廈視為「斷崖」營巢，烏鴉就把垃圾袋當成「成堆的屍體山」來加以利用了。
——本文摘自《都市裡的動物行為學：烏鴉的教科書》，2023 年 1 月，貓頭鷹出版，未經同意請勿轉載。
沒有比現在更急迫需要預測未來。上千名氣候科學家和經濟學家共同建立並測試嚴謹的電腦模型，來估計地球在一、兩個世代後的樣貌。
政府間氣候變化專門委員會（IPCC），由世界各地的志工科學家組成，他們評估目前關於氣候變遷的科學知識——過去、現在和未來的風險與可能性——從而找出共識。
他們發表一系列報告，為 2050 年及其後的世界，做出 5 個可能的結果，這些情況是根據複雜的運算，測量溫室氣體排放、土地使用和空氣汙染對氣候的影響。
經濟成長、人口以及溫室氣體排放的未來軌跡，預期將使地球的平均溫度上升。情況的名稱是根據共享社經路徑（Shared Socioeconomic Pathways, SSP）， 依照 1 到 5 編號，每個編號有個比過去更負面的結果。
5 種情況的暖化程度，在以下幾個方面存在顯著差異：
這些情況說明問題如何隨時間加劇，以及改變目前的做法對未來可能的巨大影響。
IPCC 過去的估計已經證實太過樂觀，因此最近 IPCC 的報告預測，全球地表溫度將提早 10 年升溫超過 1.5° C，儘管如此，自從出版那份報告以來所收集的資料，顯示近期的暖化程度要比過去所做的大膽估計更加嚴重。
| 情況 | 升高攝氏 ／華氏 | 說明 |
|---|---|---|
| 1. 極低排放量（SSP1-1.9） | 1.4° C /2.5° F | 2050 年前後，全球二氧化碳排放減到淨零，符合巴黎公約（Paris Agreement）中，維持全球暖化（最多）高於工業前溫度1.5° C，而後穩定在1.4° C 直到2100 年。永續作法被即刻採行，改變經濟成長和投資，人們感受的氣候變遷效應，相較其他情況顯著較輕微，速度也較慢。 |
| 2. 低排放量（SSP 1-2.6） | 1.8° C /3.2° F | 全球二氧化碳排放大幅降低，但不足以在2050 年以前達到淨零排放。2100年結束時，升溫穩定保持在大約1.8° C。 |
| 3. 中排放量（SSP2-4.5） | 2.7° C /4.9° F | 邁向實踐永續的進展緩慢，與歷史趨勢相近。二氧化碳排放量維持在目前水準，本世紀結束前達不到淨零。2100 年前溫度上升2.7° C。 |
| 4. 高排放量（SSP3-7.0） | 3.6° C /6.5° F | 排放量和溫度穩定上升，大約是目前的兩倍，各國趨向彼此競爭，要求更多糧食供給的保障，且提高對糧食供給的警覺。2100 年以前平均溫度已經上升3.6° C。 |
| 5. 極高排放量（SSP 5-8.5） | 4.4° C /7.9° F | 2050 年以前二氧化碳的排放將加倍，能源消耗增加以及過度使用化石燃料加速經濟成長，但是……2100 年以前全球平均溫度將升高4.4° C。 |
想像集體行動的後果，是前進的必要的一步，政府間氣候變化專門委員會（IPCC）的 5 種情況，清楚勾勒未來的樣貌。
他們的報告顯示，人類具備科學的理解、技術的能量和金融手段，將碳排放量限制在 1.5° C，但也清楚說明勇敢行動和政治意志極為重要。
情況 1——正負 1.5° C
這是唯一符合《巴黎公約》，維持全球溫度比工業化前溫度高 1.5° C 目標的情況。
在這情況中，極端氣候比較常見，但世界避免了氣候變遷的最糟衝擊。依然會有健康風險以及氣候改變的風險，但嚴重度會比其他情況好很多。不過，將升溫限制在 1.5° C，將需要能源、土地、基礎建設、交通運輸、工業系統等，作出前所未見的轉變。
將升溫限制在 1.5° C，將需要能源、土地、基礎建設、交通運輸、工業系統等，做出前所未見的轉變。
情況 2——正負 2° C
在低碳排放的情況，世界在 2030 年後不久就會違反 1.5° C 的公約，但還是設法達到巴黎公約中，2100 年以前將溫度上升維持在比工業化前水準高 2°C 以內。
全球二氧化碳和非二氧化碳溫室氣體的排放，如同在「情況 1」中被大幅削減，但不如「情況 1」快速，2050 年之後才達到淨零排放。如同「情況 1」，也需要透過造林、碳捕捉等方法，移除大氣的二氧化碳。
溫度上升 0.5 度或許看似差別不大，但是 IPCC 的報告清楚指出，每增加 0.5 度，對人類和自然系統的負面影響將顯著提高。
舉例來說，極度高溫的天氣事件，如熱浪、火燒、洪水和乾旱，將會愈來愈激烈且頻繁，有時會同時發生，加上海平面上升和海水酸鹼度提高，不僅使人類等物種失去居住和棲息的地方，也會因為作物產出下降和漁獲量減少，而導致糧食不足。IPCC 估計，這個情況會比「情況 1」多出高達數億人受到氣候相關風險的負面影響。
| 關注的區域 | 情況1 | 情況2 | 差異 |
| 全球暖化：全球意味地表溫度相對工業化前的水準上升 | 1.5° C | 2° C | 0.5° C 以上 |
| 嚴重的熱浪：每5 年全球人口至少一次暴露在嚴重熱浪中 | 14% | 37% | 糟2.6 倍以上 |
| 海平面上升：2100 年以前，全球人口每年都有海平面上升的風險 | 6,900 萬 | 7,900 萬 | 多1,000 萬 |
| 海冰平面：北極海夏季無冰的頻繁度 | 每100 年至少一次 | 每10 年至少一次 | 糟10 倍 |
| 失去生物多樣性（脊椎動物）：失去至少一半地理範圍的脊椎動物 | 4% | 8% | 糟2 倍 |
| 生物多樣性（昆蟲）：失去至少一半地理範圍的昆蟲 | 6% | 18% | 糟3 倍 |
| 生態系統轉變：受生態系統轉變影響的全球陸地區域 | 7% | 13% | 糟1.9 倍 |
| 失去珊瑚礁：與目前相比，形成礁的珊瑚減少 | 70-90% | 99% | 糟1.2 倍 |
| 農作物產出下降：暴露在作物產出下降的全球人口數 | 3,500 萬 | 3.62 億 | 糟10.3 倍 |
情況 3——政治和經濟的力量沒辦法短期內做出決定
這是假設政治和經濟的力量，使得難以在短期內採取明快的大動作。
由於累積的二氧化碳排放量與全球地表溫度上升之間有接近線性的關係，因此升溫 1.5° C 的上限有可能在 2030 年代初就被超越，距離本年鑑出版不到 10 年。
在這情況中，溫室氣體排放到 2050 年都沒有降低，預期本世紀末的升溫將大約 2.7° C。上一次氣溫高於工業化前的水準 2.5° C，估計是在 3 百多萬年前。
暖化會呈現地區性差異，平均而言陸地的暖化將比海洋嚴重，北半球緯度愈高的暖化會比南半球嚴重，北極對暖化的敏感度高於南極，自從工業化年代以來，北極的暖化速度比世界其他地方快了 2 倍。
降雨量會增加。在所有全球暖化超過 1.5° C 的情況中，預期降雨量將會增加，特別是陸地。全球地表平均溫度每上升 1°C，中數降雨量將增加 1% 至 3%（全球和年皆然）。
儘管整體的降雨量增加，但會因緯度而有地區性差異。高緯度和潮濕的熱帶地區，降雨量會增加，但是乾旱地區，包括部分的亞熱帶如地中海、南非、部分的澳洲和南美洲，降雨量會減少。
高緯度和潮濕的熱帶地區，
降雨量會增加，
但是乾旱地區，降雨量會減少。
北極海冰會融化。凡是升溫超過 1.5° C 的情形，到本世紀結束前，9 月將更有可能沒有北極海冰，當暖化到達 2° C 時，這個可能性幾乎是確定發生。全球地表溫度上升，將使冰河和大冰原的面積更大幅度縮小，導致全球海平面中數（global mean sea levels，GMSL）上升，在前面 3 種情況中，預期在整個 21 世紀將加速，海洋在這些情況下也會變得更酸，這是因為排放量增加使海洋吸收更多碳的緣故。有些系統將會永遠地被改變，持續的全球暖化將可能永久造成：
情況 4——只顧國家利益，沒有同心協力
這個情況是，隨著全球氣候變遷惡化，國際的協調將受挫。各國沒有同心協力來解決問題，反而只顧國家利益，而以關於能源與糧食保障為主。
由於高度仰賴化石燃料來解決燃眉之急，導致溫室氣體排放穩定成長。到 2100 年前，二氧化碳排出幾近加倍，每年超過 800 億公噸，空氣汙染控制不力，加上非二氧化碳的排出量持續增加，導致地球暖化惡化。
溫度遽升。由於各國達不到氣候誓約，21 世紀的溫度可能上升 2° C，不到 10 年可能跨越 1.5° C 的門檻。
降雨和乾旱的區域擴大。在全球暖化超過 2° C 的情況（情況 4 和情況 5），全球平均降雨量將比 1995-2014 年間增加 2.6%。
海洋改變。到本世紀末，全球海面溫度上升 2.2° C，上升的海洋溫度可能影響大西洋經向翻轉環流（Atlantic Meridional Overturning Circulation,AMOC），這是最大的洋流系統，如果 AMOC 停止將造成廣泛影響，例如季風轉變和歐洲與北美州的降雨減少，AMOC 可能永久停止。海洋溫度上升導致 GMSL 上升，主要是因為熱擴散，凡是升溫跨越 2° C標記的情況，就會提高南極大冰原崩解的可能，也造成 GMSL 在 2100 年前後上升至少 1 公尺，有些預測認為會超過 2 公尺。
如果 AMOC 停止將造成廣泛影響，例如季風轉變和歐洲與北美州的降雨減少，AMOC 可能永久停止。
情況 5——二氧化碳的年排放加倍
面對氣候緊急事件惡化下，化石燃料的開發和能源使用勢必更積極，導致溫室氣體排放大幅增加。2050 年以前，二氧化碳的年排放加倍，在本世紀前超過 1,200 億公噸。
再生能源技術的進步加上人們的接受度上升，使這情況不太可能發生。但是碳循環回饋可能影響大氣濃度，從而製造地球反應的循環而導致這種情況，此外基於全球地表溫度升溫在 10 年內預期將跨越 1.5° C，而短期的暖化現象比估計的還要嚴重，因此即使可能性較低也不容忽視。
在這情況中，溫度上升 1.5° C 被認為在近期內很可能發生，大約是 2027 年前後。幾十年內升溫可能來到 2° C，本世紀末之前無法想像的升溫 4.4° C 可能發生。人類從未曾生活在如此氣候狀況下。
這個情況與其他不同的，在於假設強度的空汙控制，以及預測中長期除了甲烷以外「臭氧前兆」的下降，預測甲烷將上升到 2070 年。
跟其他情況相同的是，較大程度的暖化，預期會擴大區域性暖化趨勢的差異。例如相較 1995 至 2014 年的溫度範圍，部分亞馬遜或其他熱帶陸地將升溫 8° C，其他熱帶陸地區域可能升溫 6° C。
降雨量急遽上升，在暖化程度較大的情況下，預期高低降雨量的差異將擴大，冰原將消失，海平面和溫度將上升，世界失去格陵蘭和南極最大冰原，將導致海平面上升與冰河消失。由於冰原的成長緩慢但融化快速，失去任何面積可能無法逆轉。
海洋吸收愈來愈多熱，變得愈來愈暖，於是水往外擴。海平面上升近 1 公尺可能影響居住在海岸區、島嶼以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。
海平面上升近 1 公尺
可能影響居住在海岸區、島嶼
以及容易遭到洪水肆虐的近 10 億人生計。
我們沒有丟掉任何東西，
只是把我們的問題變成別人的問題。
⸺賽門．西奈克（Simon Sinek），暢銷作家
上網搜尋，種一棵樹
安裝一個簡單的應用程式，
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——本文摘自《圖解全球碳年鑑：一本揭露所有關於碳的真相，並即時改變之書》，2022 年 9 月，商業周刊，未經同意請勿轉載。
