溫室氣體
溫室效應
溫室氣體如二氧化碳、甲烷和氧化亞氮等自然存在於大氣中。溫室氣體會吸收部分地球釋放的紅外線,然後再向四方八面釋放紅外線;部分紅外線會射出太空,但亦有部分會射回地球,為地球表面加熱,這就是溫室效應。
圖2.7 溫室效應
碳循環
碳循環是指碳原素在各個自然的儲存庫,包括大氣、海洋、生物圈、岩石和化石燃料等之間不斷交換和循環的生物-地質-化學循環。
在一個自然和不受干擾的碳循環裏,碳儲存庫之間的碳交換大致平衡,大氣中的二氧化碳濃度相對穩定。
在工業革命發生前的八十萬年裏,大氣中的二氧化碳濃度約在180至280 ppm1 (3)之間上落變化。但人類活動擾亂了碳循環,今天,大氣中二氧化碳濃度已經超過400 ppm,是過去八十萬年來最高,並且繼續上升。
(3) 單位ppm為百萬分率
圖2.8 大氣中二氧化碳濃度 vii (來源:Scripps Institution of Oceanography)
★ 相關資訊
哪些人類活動增加溫室氣體
人類活動排放了大量的溫室氣體,加劇溫室效應,把更多能量困在地球,導致全球暖化。
表2.1 人類活動排放的主要溫室氣體
(a)燃燒化石燃料
化石燃料包括煤、石油及天然氣。自工業革命以來人類大量燃燒化石燃料,用作發電、供暖和推動機器及汽車等,釋出大量二氧化碳、甲烷及氧化亞氮。
(b)砍伐森林
為了開墾土地供農業及城市發展,人類大量砍伐林木或焚燒森林,除了在焚燒的過程釋出了二氧化碳,吸收及儲存二氧化碳的植物量也減少,令大氣中二氧化碳濃度上升。數據viii顯示1990至2015年間,全球失去了約1億4,000萬公頃的森林。
(c)農業活動
畜牧會排放大量甲烷,例如牛隻的反芻活動;種植水稻亦會排放甲烷;大量使用含有氮的化學肥料會釋出氧化亞氮。農業活動使用的機器多由化石燃料推動,使用過程會釋出二氧化碳。
(d)工業活動
工業活動排放大量溫室氣體。例如:尼龍的生產過程會釋出氧化亞氮;水泥的生產過程會釋出二氧化碳;上世紀研發、曾用作製冷劑和噴霧罐推進劑的氯氟碳化物(CFCs)也是溫室氣體。
(e)廢物處理
隨着生活水平上升及消費主義的興起,人類消耗資源之外亦製造大量廢物。廢物處理以焚化及堆填為主,焚化過程會釋出二氧化碳、甲烷及氧化亞氮,堆填區的廢物分解時會釋出甲烷。
自1750年以來,大氣中二氧化碳濃度的增幅已超過40%,甲烷及氧化亞氮的增幅分別約為160%及20%。
➤ 火山比人類活動釋放更多二氧化碳嗎?
火山釋放二氧化碳到大氣中,是影響氣候的自然因素之一。然而,各項研究顯示在過去一個世紀,每年由人類活動排放的二氧化碳量遠遠超過由陸地和海底火山所釋放的總和。最新資料顯示人類活動每年釋出的二氧化碳是火山釋出的六十倍或以上。
圖2.9 三大溫室氣體濃度趨勢 ix (來源:IPCC《第五次評估報告》)
註﹕圖中的單位ppm為百萬分率,單位ppb為十億分率
★ 相關資訊
最新的全球二氧化碳濃度
https://www.esrl.noaa.gov/gmd/ccgg/trends/global.html
世界氣象組織《溫室氣體公報》
https://public.wmo.int/en/resources/library/wmo-greenhouse-gas-bulletin