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別再糾結於溫度!對抗全球暖化,二氧化碳濃度可能才是關鍵

王希文
・2015/08/07 ・2270字 ・閱讀時間約 4 分鐘 ・SR值 596 ・九年級

全球暖化如今已是各國不得不慎重面對的議題,為此,許多國家在1997年12月簽訂了《京都議定書》,更在2009年12月的第十五屆聯合國氣候變化大會( COP15,Fifteenth session of the Conference of the Parties)上通過了《哥本哈根協議》,希望所有締約國能為阻止地球暖化共同努力。

該協議一項倍受矚目的聲明如下:「若要避免危險的氣候變化,全球在一世紀內的氣溫上升應以攝氏2度為限。」這項目標是由跨政府氣候變化專門委員會(IPCC, Intergovernmental Panel on Climate Change)所制訂,因為氣溫上升不僅代表了地球溫度升高,更會造成冰山、冰蓋(即大陸冰川)的融化、海平面上升和陸地面積縮小等問題。

1280px-COP_15_Opening_Session
2009年於哥本哈根舉辦的第15屆聯合國氣候變化大會。source: wikimedia

限溫2℃……真的就夠了嗎?

其實,許多學者專家都認為這個目標設定得過於保守。舉世聞名的氣候科學家、曾服務於NASA的詹姆斯‧漢森(James Hansen)博士與其16名同事,在上週發表了一篇長達66頁的論文,聲稱當前限制全球升溫的計畫完全不足以避免冰蓋的融化,以及隨之而來的海平面上升。

漢森博士是最早(1988年)提出「現今的全球暖化現象並非自然變化,而是因為人類製造了大量溫室氣體、改變了大氣組成,進而引發了全球升溫」的專家學者。他所率領的團隊在最新發表的研究中指出:儘管2℃這個目標在政治上已經是相當難以達成的標準,對地球的幫助卻依然有限。若地球持續升溫,將造成大量冰蓋融化,並形成一個正向回饋循環,促成更多的冰蓋、冰山融化和更嚴重的海平面上升。他們認為,改變大氣的組成──把目前高達 400 ppm 的二氧化碳濃度恢復為 350 ppm 的水準,才是更理想的目標。

此研究模擬了在 2℃ 的升溫條件下,由冰蓋融化所造成的大氣與海洋模式間的回饋循環。他們發現格陵蘭和南極融冰的水量足以減緩兩個關鍵水團:北大西洋深海和南極底層水的形成;這兩者都是大洋環流、大洋輸送帶的一部份,在全球氣候調節上,扮演了吃重的角色。而大量冰水的注入可能造成水柱分層,溫度較高的海水被壓在冰水底下,無法將熱量送至海水表層釋放,使得海底溫度上升、海底冰架融化,又導致更多冰水注入環流,加強此現象循環發生,對全球環境產生重大影響。

漢森博士表示:「最可怕的事情在於:這項模擬結果和我們近年觀察到的南極、格陵蘭表層海水的降溫現象是一致的。」該團隊更提出距今 130,000 年到 115,000 年前的間冰期(interglacial period),又被稱為伊米亞間冰期〈the Eemian〉的資料作為佐證:當時的平均溫度只比現在高不到 1℃,但因為大規模的冰蓋融化,海平面比現在高出將近5到9公尺。

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根據漢森博士的研究,格陵蘭的融冰將對地球氣候造成重大影響。 source: wikipedia

造成的爭議與討論

雖然這份研究還未經過同行審查(一般論文皆須進行這個步驟,過程約需歷時半年至一年),但因為漢森博士希望這份研究能對 12 月在巴黎舉行的全球氣候會議有所影響,所以在完成審查前,就先行把資料放到網路上免費釋出,研究內容也引發了學界熱烈討論。

賓夕法尼亞州立大學的氣候研究者麥可‧曼恩( Micheal Mann)認為:漢森博士團隊所提出的研究成果的確相當引人注目,特別是關於一兩世紀內可能發生的西南極冰蓋融化和海平面上升。不過對於研究中的其他部分,他則持懷疑態度。

「我認為他們模擬的格陵蘭及南極融冰氣候模式有些太過牽強了,但他們的研究無疑會讓許多關鍵議題展開討論。」曼恩這麼說道。美國國家大氣研究中心的氣候學者凱文‧崔恩伯斯(Kevin Trenberth)也抱持了相同意見,認為模型中包含了太多假設,現實情形是否也會正如他們模擬的狀況發生,恐怕還是個未知數,不過這確實會促使他人進行更深入的研究。

同樣來自賓夕法尼亞州立大學的冰川學家,同時也是全球冰蓋專家的理查德‧艾里(Richard Alley),認同2℃的變化對地球來說已經非常危險,但是他並不認為這份研究可以提供我們太多「答案」,不過內容中提出許多非常有趣且重要的估計值,一定會促成許多技術上的討論和關於全球暖化的研究。

來自波茨坦氣候影響研究所,致力於海平面上升和近年環流翻轉研究的學者──斯特凡‧拉姆斯托夫(Stefan Rahmstorf)也同意IPCC對海平面上升程度的評估太過樂觀,2℃溫度上升可能讓海平面上升好幾公尺,然而拉姆斯托夫並不認為伊米亞間冰期是個恰當的舉例,因為當時海平面的高度變化,主要是受到行星軌道週期影響,而非二氧化碳的排放量。

由於這份研究不僅內容龐大、結合眾多領域,更同時引進新的氣候模型實驗,科學界到底會對此研究成果抱持什麼樣的態度,目前仍難以評估。不過因為該研究成果與IPCC的看法相悖,加上多數科學家的「習性」,批評聲浪恐怕難以避免。漢森博士對此表示,雖然他們在這篇論文中提出了許多觀點,但其實主旨只有一個──海平面上升是「人為造成的氣候影響所引發的大衝擊」。

 

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王希文
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泛科學編譯作者 熱愛吃東西,尤其是甜點

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極端氣候的問題就在眼前,我們可能面臨什麼樣的未來?——《圖解全球碳年鑑》
商業周刊
・2022/10/04 ・5452字 ・閱讀時間約 11 分鐘

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。

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。圖/Pixabay
圖/商業週刊

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 個未來會面對的暖化問題

5 種情況的暖化程度,在以下幾個方面存在顯著差異:

  • 氣候的激烈程度
  • 海平面上升
  • 熱浪
  • 降雪和降冰的減少
  • 未來的行動和政策

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。

二氧化碳排放量。圖/商業週刊
情況升高攝氏 /華氏說明
1. 極低排放量(SSP1-1.9)1.4° C /2.5° F2050 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° F2050 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。
表/商業週刊
IPCC 假設的情況。圖/商業週刊

了解 IPCC 勾勒出未來的 5 種情況

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。

溫度上升 0.5° C,差別就很大

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° C2° C0.5° 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
表/商業週刊

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。

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。圖/Pixabay

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:

  • 海平面上升
  • 大冰原喪失
  • 永凍土的碳排出

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%。

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%。圖/Pixabay

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。圖/Pixabay

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,

就可以在你每次上網搜尋時種一棵樹。

——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。

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五則 TED 演講,讓你看懂「淨零」怎麼做
鄭國威 Portnoy_96
・2022/03/17 ・5819字 ・閱讀時間約 12 分鐘

如烏克蘭氣象學家維特拉娜·克拉科夫斯卡 (vitlana Krakovska) 在 IPCC 的線上會議中所說,如果歐洲乃至於全世界沒有那麼對石油跟天然氣上癮這場戰爭或許不會出現。同樣的,如果要終結這場乃至於下一場因石油而起的戰爭,需要做的就是盡快結束我們對石油與天然氣的癮頭。

也因為如此,我這兩週看了所有去年 TED Coundown 大會的影片,就是想要知道圓形紅毯上有哪些新的「值得傳播的好點子」,能幫助人類更快達到淨零,不再依賴化石能源。以下挑出五則我個人最喜歡的演講,推薦給各位。

對付氣候危機的最速手段:針對大魔頭甲烷的獨立戰略

Ilissa Ocko:The fastest way to slow climate change now|TED Countdown/YouTube

伊麗莎·奧科(Ilissa Ocho)是一位氣候科學家,目前在環境保衛基金(Environmental Defense Fund)擔任研究員,她的任務是為氣候變遷溝通與政策提供有科學根據的指引。她利用各種模型去了解人類的行為怎麼加劇氣候變遷,反過來也研究哪些降低溫室氣體排放的行動真的有效。她善於用簡單語言、動人影像,來向非專家傳達科學。在這則 TED Countdown 的演講中,她精準地在 10 分鐘內,改變了我的想法。

結論先說:溫室氣體兩大魔頭二氧化碳跟甲烷,各有威能與弱點,不能一概而論,得分開對付。

二氧化碳就份量來說,是溫室氣體的主角,佔了 99%,剩下的 1% 則是甲烷,但若在未來十年這個時間段裡頭來看,這 1% 的甲烷讓地球升溫得更快。雖然二氧化碳會待在大氣層更久,也一定要對付,但就溫度上升來說,沒有甲烷造成的那麼快。

奧科認為,減碳當然重要,但暖化已經造成了嚴重後果(熱浪、野火、洪水、饑荒……),那麼我們就該採用最快最有效的方式來抑制溫度上升的速度。講簡單點:要有針對甲烷的獨立戰略

甲烷有三個源頭,第一個就是生產能源,例如開採石油、煤炭跟天然氣的時候,甲烷就這麼外洩了。奧科表示雖然相較於石油跟煤炭,天然氣燃燒後排碳較少,但生產過程中造成的洩漏抵消了這好處。解決辦法超直白:把管線的螺絲上緊。問題是,哪裡的螺絲鬆了呢?過去難以監測,不知道哪裡洩漏,但現在可以透過物聯網、無人機、以及衛星來監測全球甲烷排放量。只要可以找到漏洞,就可以解決。

第二個源頭是廢棄物管理。大型垃圾掩埋場的生物腐爛、垃圾污水都會產生很多甲烷,但甲烷明明就是上等燃料,何不用管線吸走拿去用呢?另外,將廚餘分開拿去堆肥,也可以減少甲烷,許多國家包括台灣也都有沼氣發電廠。

第三個則是農業,在三大來源中佔比最大,不好對付,包括家畜(如牛)消化後打嗝跟放屁,不過她很興奮地指出,科學家發現,用特製的飼料添加劑,在牛的腸道內生成的甲烷可以降低 30%。牲畜的糞便尿液也會產生甲烷,用來來發電或供暖剛好。此外,全球半數人口仰賴的糧食作物水稻也是甲烷重要來源,但若改種植能在淺水生長的品種,調整供水方式,就可以降低大量甲烷生成。

結論再講一次:減碳很好,但要把二氧化碳跟甲烷分開,針對甲烷設定獨立的目標跟行動。要是執行得好,將能快速奏效,阻止最嚴重的災變後果,而且這些方案也能創造工作機會喔~

世界準備好解決氣候變遷了嗎?

Solomon Goldstein-Rose:How much clean electricity do we really need?|TED Countdown/YouTube

索羅門·高斯坦(Solomon Goldstein)11 歲的時候就成為一名氣候行動者,學習工程跟公共政策,22 歲就參選美國麻州議員並當選。2018 年他放棄競選,全力投入氣候議題,也寫了一本被認為最實際的氣候變遷解法書。他在演講裡提出一個關鍵數據:要在 2050 年達到淨零排放,世界需要生產當下清潔能源總產出 12 倍那麼多的能源,而不是很多人認為的 2.5 倍。

為什麼呢?根據他的計算,目前全球已經有 10 拍瓦時(petawatts hours)的電力來自於清潔能源,包括風光等再生能源跟核能。要是現在立即能增加 2.5 倍的清潔能源產出,就可以置換其他能源,但是……

第一,隨著全球電力化,例如各類電動車輛、以電力供暖等等,雖然用電的效率會更高,進而降低整體能源耗用,但吃電的設備變多,還是會需要更多電。如果要把現在還沒電動化的設備中的 60% 電動化,起碼需要 40 拍瓦時。

第二,世界上還有 7 億多人沒有電可以用、另外幾十億的人的用電很不穩,而改善這些人的生活,將降低貧窮、改善教育、經濟,跟降低過度生育,這就需要更多電力。那麼照 2050 年的發展預測,所需電力得從 40 拍瓦時再增加至 60 拍瓦時。

第三,有很多部分沒辦法電動化,例如長途海運、空運,部分工廠的製程等等。就算有碳捕捉、生物燃料等替代做法,也需要政府認真執行法規。而待過政治圈的他,明白政策很難做到百分百的現實,因此他估計得從 60 拍瓦時增加到 90 拍瓦時來當預備。

第四,除了「淨零」,也就是不繼續增加溫室氣體,我們還得「負碳」,就是把已經在大氣中的溫室氣體抓回來。因此他認為還得再加!從 90 拍瓦時增加到 120 拍瓦時。

更重要的是,要從現在的 10 拍瓦時增加到 120 拍瓦時,成長的曲線不能是一條直線連到 2050 年,而是該越快達到越好。他的野心非常大,目標不只是改變目前的電力系統,而是建造一個新的能源系統,不是要解決氣候變遷,而是打造更好的世界。老實說,高斯坦的論述對許多人來說可能太重也太巨大,但應該會擊中一些人的甜蜜點,特別是那些就喜歡解決大問題,賺大錢的人。(就是說你啊馬斯克)

透明公開的數據才能有效應對氣候變遷

Gavin McCormick:Tracking the whole world’s carbon emissions—with satellites&AI|TED Countdown/YouTube

溫室氣體到底是哪來的?哪些人類行為、在哪裡、為了什麼目的,製造出這些溫室氣體?要解決氣候變遷,得先知道這些問題對吧?但科學家知道的……其實很少?這種說法可能讓你覺得 WHAT THE F……?

Gavin McCormick 是 Climate TRACE 聯盟的共同創辦者,也是 WattTime 這家非營利新創組織的執行長,兩個單位的任務一致,就是要用衛星數據結合 AI 判讀,來偵測跟追蹤排放污染源的工廠。他之所以放大絕說「我們知道的很少」,是因為在大多數國家的大多數時候,排放的數據是請污染者自己回報的,怎麼回報呢?就手寫在白紙上這樣。這品質堪慮啊!

沒有好的數據,就沒有辦法真正解決問題。有圖有真相,眼見為憑,所以他與一群科學家、工程師、行動者合作,利用人工智慧視覺判斷工廠的衛星影像,這樣就不用去問排放者「你們排了多少啊?」。就像電腦學會判斷貓跟狗一樣,要讓演算法更準確,就得餵給機械足夠多、足夠好的資料來訓練,一部分是清楚正確的工廠排放數據,另一部分是這些工廠在不同時段的衛星圖像。除了煙囪,還可以透過衛星圖中工廠外海水的波紋,判斷工廠吸入多少海水來冷卻,聽起來十足黑科技。在我看來,這任務非常挑戰,但解法的確合理。

等等,如果這樣也行,那何不監看全地球的污染鏈、包括農業、陸上交通、海運…..?沒錯,Climate Trace 獲得高爾支持,應用已有的數千顆衛星源源不絕的高品質資料,結合大數據跟人工智慧技術,就做了這件事。McCormick 說,其實 Twitter 或 FB 等早就將這樣的技術用在判斷哪些網路迷因會紅,他們只是將技術用來判斷哪些污染源會讓地球過熱。

他認為這種激進的透明(radical transparency)對國際合作應對氣候變遷,達成減碳協議至關重要。畢竟談判最大的問題就是大家底牌不揭開,你說我排碳多,我說你減碳不夠,沒有共同的基礎。所以 Climate TRACE 接下來會把全地球、全排放源的排放量數據,都透明公開地提供出來,這聽起來很刺激,儘管公信力應該也會遭受一定挑戰,但我樂見其成。

關注氣候問題應從「我們的」角度出發

John Marshall:3 strategies for effectively talking about climate change|TED Countdown/YouTube

​​為什麼即使最了解狀況的科學家早就對氣候危機達成高度共識,認為改變迫在眉睫,不能拖延,大多數人卻還一知半解,行動遲緩,刻意忽略,甚至有少部分人群起反對?

John Marshall 是一位溝通專家,他成立的 Potential Energy 勢能,由媒體與行銷界中關心氣候變遷的人士所組成。說實在的,既然民意與政策受到媒體與行銷訊息影響,這領域的從業專家可能比科學家或政治人物更有機會改變局勢。他們要解決的問題就是發揮自身專業,讓大家聽懂、有感、肯行動。在 Potential Energy 的網站上,還串連了超過 200 家媒體與行銷公司,要一同改變氣候變遷不討喜、乏人問津的困境。

他在影片中指出,現在氣候變遷的討論參雜太多不具體、難以想像、不夠切身的名詞。例如淨零、碳稅、1.5 度 C、 500 億噸二氧化碳、排放、甲烷、人類世、去碳(decarbonization)……(我前面就寫了好多這些詞),那麼既然人們聽不懂,自然沒感覺,也不會在乎。

The Bottom Line on Climate Change:What You Need to Know in 30 Seconds/YouTube

相較於此,「臭氧層破了洞」的比喻卻很有效,也因此在當年讓蒙特婁議定書的執行更有利。Marshall 建議:別用暖化這個聽起來感覺溫溫柔柔蠻舒服的詞,用「過熱」吧!與其說氣候,不如說「極端天氣」更有感。與其說潔淨能源,不如說「便宜能源」,畢竟風力跟太陽光電在許多地方都已經比化石能源低廉。最後他還建議,與其用一直念著攝氏 1.5 度,不如改用華氏。這建議聽起來就很作弊了,針對美國人可能有效……吧。

除了用詞,如何呈現氣候議題跟溝通對象的相關性也很重要。例如若溝通對象是美國佛羅里達人,與其對他們喊「阻止全球暖化」,不如喊「不要淹水」(”local flooding is more important than global warming”)。另外,他也建議科學家可從個人角度來進行情感訴求,特別是那些研究氣候的女性科學家的故事。一般人跟科學家之間總有點隔閡,但當看到這些研究並關心氣候的科學家,娓娓道來自己只是希望孩子有個更好的未來的時候,特別能夠打動人心。他們甚至還有一個用「佛羅里達男子 Florida man」的梗做的影片,知道這個梗的觀眾肯定覺得很好笑。

Later Is Too Late To Act On Climate Change/YouTube

或許科學家受的訓練就是把觀察到的抽象化、壓縮成一般人聽不懂的術語,才覺得溝通起來有效率,但這卻不利於觸動人心。Marshall 提醒每個想要讓更多人關注氣候問題的人,從「我們的」生活、「我們的」現在、「我們的」價值、「我們的」孩子切入,避免打高空。這樣,人們才會覺得我懂了、這跟我有關、這跟我在乎的人有關、我願意行動。

當能源遇上政治時……

Al Gore:How to make radical climate action the new normal|TED Countdown/YouTube

高爾是誰應該不用我多介紹,他在這場演講中再次展現強大的演說能力,極富情緒張力,雖然有點政治造勢場合的感覺(畢竟是他本行)。在他的框架中,我們從工業革命、數位革命、進入「永續革命」。永續革命是要用數位革命給我們的速度,幫我們從工業革命的後果中逃出。

這場演講,分為三個部分,前三分之一,他用數據跟近幾年各地的極端天氣事件再次強調問題已經很嚴重,後果也是,我們不是在等待一個即將發生的巨大危機,而是已經在災難裡,而且這些災難的規模在過往根本難以想像。

中間三分之一,則是用數據與趨勢顯示「解法是什麼」。綠能的成本快速下降,例如在 2024 年,也就是距今兩年後,不管在地球的哪個地方,風力跟太陽能都會比傳統能源更便宜(這我存疑,要看一下怎麼算的)。儲能的市場正在指數級成長,鋰電池越來越便宜,2023-2024 年之間,主流的電動車售價將跟高效率的油車一樣便宜。然而石油與天然氣產業,儘管口口聲聲說增加了三倍的投資金額於再生能源跟碳捕捉,實際上只是從總投資中僅佔 1% 增加到 4.1%,96% 還是投資在化石能源上,塑膠等一次性用品是獲益的主要來源。

接下來三分之一,高爾開始進入重點,就是以「修正式全頻譜的資本主義」,取代現行問題叢生的資本主義。最重要的應該是這張圖:

圖/YouTube

他樂觀地指出,只要我們能達到淨零,氣候危機將可以被扭轉。氣溫將在 3-5 年內停止上升,而在 25-30 年內,半數人類製造的二氧化碳將離開大氣層(但前面的高斯坦有說到,得積極主動把碳抓回來,不能等那麼久)。最後他回顧歷史上各種人類進步的重要歷史節點來激勵觀眾,包括廢奴、婦女參政權、民權運動、反種族隔離運動、同性戀平權運動等。許多事情都曾經看起來不可能,直到被達成。「有人認為我們缺乏政治決心,但別忘了政治決心是可再生資源。」,真是很有力且扣合主題的結尾。

如果你有時間,當然很建議你把 2.5 小時的整個活動看完,唱歌吟詩說笑話的的部分我覺得也不錯啦。如果你跟我一樣,最近看了太多戰爭的消息,心情實在低落到不行,想知道自己還能多做些什麼來改變過度依賴化石能源的世界格局,透過這場 TED Coundown,除了深入瞭解淨零排碳的挑戰跟解法,應該也能替你的心靈充電。

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鄭國威 Portnoy_96
247 篇文章 ・ 657 位粉絲
是那種小時候很喜歡看科學讀物,以為自己會成為科學家,但是長大之後因為數理太爛,所以早早放棄科學夢的無數人其中之一。怎知長大後竟然因為諸般因由而重拾科學,與夥伴共同創立泛科學。現為泛科知識公司的知識長。

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熱極生悲——全球暖化對熱帶珊瑚礁魚類的影響
Vicky Lin_96
・2022/03/09 ・3620字 ・閱讀時間約 7 分鐘

拜科技所賜,在氣溫越來越高的地球上,人類可以選擇躲進舒服的冷氣房內、吃著冰棒、喝著冰飲料來消暑。然而,海底的珊瑚礁魚們可就沒這麼幸運了,沒有冷氣可吹的牠們得做出一連串的改變來因應全球暖化,否則可能會因為無法適應節節升高的溫度而變得虛弱甚至是死亡。

是誰住在珊瑚礁裡?珊瑚礁魚!

珊瑚礁魚,顧名思義,是生活在珊瑚礁的魚類,牠們的食衣住行育樂都跟珊瑚礁脫不了關係。珊瑚礁對牠們而言就是一座大城市,組成珊瑚礁的一叢一叢的珊瑚就像城市裡一棟一棟的建築,提供了各式各樣不同的功能。

舉例來說,某些雀鯛、蝴蝶魚、蝦虎對珊瑚的依賴性非常大。雀鯛色彩鮮豔多變、經常成群結隊的悠遊在珊瑚上方,黃白黑相間的黑新刻齒雀鯛(Neoglyphidodon melas )便是其一,牠們在小時候以樹枝狀的石珊瑚為住宅,隨時都會待在附近,若有掠食者或其他危險接近時,牠們便會躲進這些珊瑚住宅裡(圖一)。

(圖一)有軟珊瑚的區域時常可以發現黑新刻齒雀鯛(Neoglyphidodon melas)的幼魚蹤影。圖片取自徐才烜

長大之後,除了體色變黑外,牠們不再像小時候只以浮游生物為主食,也會開始吃軟珊瑚或硨磲貝(Tridacna gigas)的糞便,在經過這些肥美的軟珊瑚和硨磲貝自助吧時總會忍不住地去咬一口。另一群時常穿梭在珊瑚叢中的蝴蝶魚也很喜歡這些珊瑚自助吧,像是川紋蝴蝶魚(Chaetodon trifascialis)、弓月蝴蝶魚(C. lunulatus)、和一點蝴蝶魚(C. unimaculatus)皆是以珊瑚蟲為主要的食物來源,在海中時常可以看見牠們啄食珊瑚的身影(圖二)。

(圖二) 川紋蝴蝶魚(Chaetodon trifascialis,左)、弓月蝴蝶魚(C. lunulatus,中)和一點蝴蝶魚(C. unimaculatus,右)成群在珊瑚礁間覓食。左圖取自徐才烜

相較於時常悠游在水層中的蝴蝶魚,大部分的蝦虎魚為底棲性,常常可以在各式各樣的珊瑚或岩塊上發現牠們,有些魚種對自己住的家非常挑剔,像是橘色頭黑色身體的棘頭副葉鰕虎魚(Paragobiodon echinocephalus),牠們只有約三公分大小,終其一生只會住在萼柱形珊瑚(Stylophora pistilliata)中,具有強烈的專一性。

相對於這些直接把珊瑚當家的魚種,有些種類則是間接地利用珊瑚所建構出來的複雜棲地。舉例來說,隆頭魚大多以蝦、蟹、貝類等底棲無脊椎生物為食,而這些底棲無脊椎生物在生長的過程中常常會利用珊瑚叢中的大小凹洞來躲避敵人,進而增加自己的族群量。

另一方面,游牧草食性魚類常常成群結隊的游過一片又一片的珊瑚礁,覓食生長在其中的藻類,有時候數量之龐大,蔚為壯觀,這類型的魚類對珊瑚的依賴性相較之下小很多,臭肚魚科或刺尾鯛科即是最佳代表(圖三)。

(圖三)刺尾鯛科的魚類時常成群在珊瑚礁裡覓食。

面臨全球暖化與珊瑚白化

一般而言,這些活在熱帶的珊瑚礁魚由於長期處在溫暖且穩定的環境,所以在面對溫度擾動大的環境時受到的影響也會比其他非熱帶的物種更大。近幾十年來,科學家已經觀察到許多珊瑚礁魚受到全球暖化的影響而造成生理、族群數量、以及族群分布上的改變。

大家一定都有站在高溫烈日下,身體不自覺地流汗,想喝水,想找陰涼處休息的經驗,如果再待得久一點,皮膚會漸漸地被曬黑甚至曬傷,這些都是人類面對高溫時會出現的生理變化。長期處在高溫的環境下的珊瑚礁魚也會有相對應的生理變化,來自澳洲的研究員多奈森(Donelson)等人在實驗室執行水缸的操作實驗後,發現多刺棘光鰓鯛(Acanthochromis polyacanthus)如果生長在攝氏 30 和 31.5 度的高溫環境下(這也是未來五十至一百年間其棲地預計暖化的溫度),其生殖量能會下降許多,不只母魚所產的卵會變小,公魚所產生的精子數量也會下降。

然而,這只是在實驗室針對一個魚種所做的實驗結果,但真正生長在珊瑚礁裡的魚類情況又是如何呢?

奧茲多奈特(Audzijonyte)等人在比對近三百多種珊瑚礁魚在澳洲三十年數量變化的資料後,發現某些長期處在高溫海水中的小體型珊瑚礁魚的體長有縮小的趨勢 ,而這個改變可能會連帶地牽動到當地的食物網結構。

無論是生殖量能下降或是體型變小,都有可能間接地影響到其族群量的變動。這些生理現象的改變或許能解釋為什麼王(Wang)等人在比對了全球魚類的資料後,發現珊瑚礁魚的族群成長率在暖化的狀況下普遍有變慢的趨勢。 這些魚類生理上的改變看似細微,卻極有可能會在海中造成一連串的蝴蝶效應,所以不容忽視。這些個體特徵的微小改變,極有可能會連帶影響到魚類族群及結構的狀況,進而對整個海洋生態系造成衝擊。

熱帶地區由於海溫逐漸升高,珊瑚大規模白化的事件越來越頻繁(圖四),珊瑚白化指的是珊瑚在溫度過高的狀況下會失去在其體內的共生藻,進而露出白色的碳酸鈣骨骼,這些白化的珊瑚會變得更衰弱,而往往隨之而來的就是死亡。

可以想見,珊瑚大規模白化對珊瑚礁魚而言簡直是一場大災難,尤其對那些對珊瑚賴以維生的珊瑚礁魚種而言,不只平常住的家沒了,每天都會去光顧的餐廳更是一家一家的倒閉,白化後僅存的慘白珊瑚骨骼彷彿在暗示著那些珊瑚礁魚接下來的悲慘命運。

(圖四) 2020年台灣發生大規模的珊瑚白化事件,圖為新北市鼻頭角公園內珊瑚白化的狀況,有些珊瑚已經死亡並且開始被藻類覆蓋。圖片取自徐才烜。

生活在同一片海洋,命運卻大不同

根據澳洲科學家胚查(Pratchett)所帶領的團隊發表的回顧報告顯示,某些雀鯛或蝴蝶魚在經歷珊瑚大白化後的一到三年內,族群數量都會大幅度地下降,有些魚種甚至在當地再也找不到了。若再將時間軸拉的更長,在珊瑚大白化發生後的十年內,珊瑚死亡後所留下來的碳酸鈣骨骼會漸漸地崩解,珊瑚礁的棲地複雜度也隨之下降,棲地環境的品質也逐漸劣化。此時,那些間接利用珊瑚礁棲地的魚類數量便會逐漸變少。

相較之下,另一群游牧草食性魚類的命運則是截然不同,甚至可以說是如虎添翼。珊瑚的死亡使得牠們原本生長的空間空了下來,而藻類則會趁機佔領這些空地並大量生長,這些藻類便成了那些草食性魚類的另一個新開幕的自助吧餐廳,所以用中樂透來形容這些草食性的魚類一點也不為過!

在全球暖化的影響下,這些草食性魚類不只受惠於熱帶珊瑚礁的棲地劣化,牠們的族群分布也漸漸地往溫帶擴張,為什麼會這樣呢?

來自澳洲的研究員芙潔斯(Vergés)等人觀察了數十年澳洲西岸熱帶和溫帶交界地區的魚類群聚變化,發現在全球暖化的影響下,這裡的海溫也不意外地逐年上升,這使得當地熱帶魚種占所有魚種的比例逐年升高。不僅如此,牠們的數量也是節節攀升。而其中數量增加最多的魚種之一便是游牧性的草食性魚類 ── 褐籃子魚(Siganus fuscescens)(圖五)。

(圖五)澳洲溫帶與熱帶交界海域數量快速增加的熱帶性魚種─褐籃子魚(Siganus fuscescens),在台灣海域也很常見,俗稱臭肚魚。

海洋熱帶化的省思

除了溫度升高使得新的棲地變得比以前更適合褐籃子魚生長之外,交界區沿岸豐富的海藻森林也提供牠們源源不絕的食物,有了舒服的新家和美食,有誰不想繼續待著呢?

上述這個現象被稱為「熱帶化」,表示一地的生物群聚組成因為全球暖化的關係使得熱帶性物種的種類或數量變得比以往更多。熱帶化不只在澳洲出現,近年來也在日本、地中海、加勒比海等地頻繁地被觀察到,這表示全世界的熱帶珊瑚礁魚類,甚至是溫帶沿岸的魚類,無一倖免的都受到了全球暖化的影響。

全球氣候變遷引起的海水暖化已經影響了許多珊瑚礁魚類,有的魚種因此命運乖舛,但也有的魚種因此飛黃騰達,這些魚的不同命運交織在一起進而改變了海洋生態系統。

這些已經發生的改變能不能恢復仍是個未知數,但可以確定的是,這些改變已經漸漸地衝擊到珊瑚礁生態系的功能(包含漁業、觀光等),並進一步地影響到沿岸居民的生活。面對這個全球尺度的變化,人類沒有樂觀的本錢,除了要竭盡所能地降低暖化速度外,海洋保育相關的政策也應考量全球暖化可能帶來的衝擊,使全球暖化對珊瑚礁生態系或人類的衝擊降到最低。

參考資料

  1. Chan SW (2007) Ontogenetic changes in feeding ecology and habitat of the damselfish Neoglyphidodon melas at Lizard Island, Great Barrier Reef. Independent Study Project (ISP) Collection 146. 
  2. Donelson JM, Munday PL, McCormick MI, Pankhurst NW, Pankhurst PM (2010) Effects of elevated water temperature and food availability on the reproductive performance of a coral reef fish. Mar Ecol Prog Ser 401:233-243. https://doi.org/10.3354/meps08366
  3. Froese R, Pauly D (2020) FishBase (accessed on 25 April 2020), World Wide Web electronic publication 
  4. Garra S, Hall A, Kingsford MJ (2020) The effects of predation on the condition of soft corals. Coral Reefs 39:1329-1343. 
  5. Pratchett MS, Munday PL, Wilson SK, Graham NAJ, Cinneri JE, Bellwood DR, Jones GP, Polunin NVC, McClanahan TR (2008) Effects of climate-induced coral bleaching on coral reef fishes – Ecological and economic consequences. Oceanogr Mar Biol Annu Rev 46:251-296. 
  6. Wang HY, Shen SF, Chen YS, Kiang YK, Heino M (2020) Life histories determine divergent population trends for fishes under climate warming. Nature Communication 11:4088. https://doi.org/10.1038/s41467-020-17937-4
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Vicky Lin_96
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熱愛海洋,尤其是海洋生物。 關心海洋汙染、保育等相關議題。 國立台灣大學海洋研究所博士候選人。 潛水、抱石、 🍻。