全球氣候變暖，是因為不注意保護環境的原因嗎？

在地球漫長的歷史中，全球溫度總是反覆升降，那麼為什麼我們要對近年來的升溫緊張兮兮？人類當真是地球暖化的罪魁禍首嗎？

很久很久以前，棕櫚樹在北極長得很茂盛，鱷魚在阿拉斯加的海灘上曬太陽。那時候兩極都沒有冰，地球均溫接近攝氏23度（現今的均溫大約是攝氏14.6度）。那是在5,600萬年前，「古新世始新世氣候最暖期」（Paleocene-Eocene thermal maximum）的地球樣貌。對地球來說，全球暖化不是什麼新鮮事。

時至今日，地球已再度暖化。自從1880 年以來，全球平均氣溫已上升攝氏0.8 度，近期暖化確實在加劇，最溫暖的10 個年頭髮生在2003 年之後，2014 年更是有史以來最溫暖的一年。隨著地球變熱，海洋吸收了熱量，使海洋表面溫度比140 年前上升了大約攝氏一度。水溫上升時體積會膨脹，海平面在過去一個世紀內上升了17 公分。像是玻里尼西亞的吐瓦魯島，這種原本已經位處低洼的太平洋島嶼，就為水災頻繁的侵襲所苦。

站在吐瓦魯淹水的街道上。海平面上升已對當地造成威脅。

同一時間，全世界陸地上的冰河跟冰原都在融化。衛星量測結果顯示，從1994 年之後，冰河已損失了4,000 億公噸的冰。位於坦尚尼亞的吉力馬扎羅山，白雪皚皚的峰頂逐漸縮小，據估計峰上冰河可能會在2030 年之前完全消失。冰河融化令人不寒而慄的副作用是冰層底下冒出來的屍體，包括過去數10 年來的山難罹難者，最近的墜機罹難者， 以及500 年前獻祭的南美印加孩童。

海冰也在消失中，衛星觀測結果顯示，北極海冰的覆蓋面積，每10年就縮小超過10％。近年來除了破冰船以外，其他船隻也能夠輕易駛入傳說中的「西北航道」。

地球到底怎麼了？

這些量測結果證實地球正在暖化的事實，但究竟是什麼原因推升氣溫？在地球上一次重大暖化階段，也就是古新世始新世氣候最暖期，二氧化碳就是罪魁禍首。盤古超級大陸的分裂，觸發了那一次的氣候暖化：隨著土地分裂，火山從裂口處湧現，頻繁地爆發並噴出二氧化碳。

二氧化碳與水蒸氣、甲烷、一氧化二氮、以及臭氧都屬溫室氣體。這些溫室氣體吸收來自地球表面釋放的熱把熱留在大氣中，使地球變得更暖和。在金星之類的行星上，溫室效應劇烈，富含二氧化碳的濃厚大氣，使行星表面溫度升到灼熱的攝氏460 度。相反地，像水星之類沒有溫室氣體的行星，就沒有辦法阻止熱量在夜間逸散，因此這些行星的溫度就像盪鞦韆一樣：水星日間溫度高達攝氏400 度，夜間則會低至攝氏零下170度。若是沒有溫室氣體，地球的表面平均溫度將會低於冰點，日夜溫差變化會相當大。

溫室效應有助於地球保持適合居住的狀態，不過根據地質記錄顯示，溫室氣體的組成比例即使只是有小小的改變，也可能會對氣候造成很大的影響。一般認為在古新世始新世氣候最暖期的形成期中，火山把大約50 億公噸的二氧化碳噴入大氣之中，導致在長達兩萬年的期間，氣溫暖化了大約攝氏六度，而這似乎沒有造成什麼不良後果。那麼為什麼大家要擔心最近百年來全球平均溫度上升了攝氏0.8 度呢？

答案在於氣候變遷的速度。古新世始新世氣候最暖期的升溫過程中，地球每一個世紀暖化大約攝氏0.025度，然而今日地球的溫度是每個世紀調高大約攝氏一度，速度是40倍。量測結果同時也顯示，在21世紀期間，燃燒化石燃料每年將大約350億公噸的二氧化碳排入大氣之中，相對地火山每年只不過排放兩億公噸的二氧化碳而已。

燃燒化石燃料與改變地球氣候之間的關係，在一個世紀前就已經有人預測到了。瑞典科學家斯凡特?阿瑞尼士（Svante Arrhenius）在1896年就發現，工業革命改變了地球大氣的化學成分，並計算未來的二氧化碳排放量會對地表溫度造成什麼影響。阿瑞尼士指出燃燒煤炭會大大增加大氣中的二氧化碳濃度，並且估算出二氧化碳濃度若是加倍，就會使地表溫度上升大約攝氏四度，這跟現代氣候模型所做的預測相去不遠。不過阿瑞尼士與今日的科學家不一樣的是，他認為這樣所造成的暖化是件好事，可防止全世界進入新的冰河時期，並且有助於作物成長，養活迅速增長的人口。

工業革命後，全球暖化的速度加劇。

抽絲剝繭溫室衝擊

預測全球暖化還算直截了當的任務，不過要實際量測就不太容易了。這是因為地球氣候受到許多因素影響，其中包括雲層、雪冰覆蓋、火山活動、海洋溫度、宇宙射線通量、地球與太陽的距離、以及太陽黑子循環等等。所有這些因素一直都在變化，使得地球氣候也跟著起伏不定。

舉例來說，在菲律賓的皮納土波火山於1991年爆發之後，火山灰雲遮蔽陽光，導致全球溫度隔年下降了攝氏0.4度。同時西太平洋定期暖化的「聖嬰效應」，在1997年搞得天下大亂，在世界某些地區造成乾旱，在其他地區卻造成暴雨。要理解二氧化碳濃度上升對氣溫自然起伏所造成的衝擊，實在是相當艱巨的工作，不過全球溫度與二氧化碳的個別研究卻指出，這兩者確實有關聯。

早在1938 年，英國工程師兼業餘氣候學家蓋?卡蘭達（Guy Callendar），就收集了分散在全球各地，147 個天氣觀測站取得的氣溫量測結果，嘗試確認全世界是否確實在暖化。雖然他沒有北極、南極跟各大海洋的資料，不過他指出地球在過去500 年間，暖化了大約攝氏0.3 度。

卡蘭達的計算結果，再度引發了二氧化碳排放是否會改變地球氣候的辯論。不過他的研究證據未能說服大眾，部分原因在於全球暖化在1940 年左右停頓下來，溫度直到1970 年代中期之前，一直都維持平盤。除此之外，大多數的人認為，海洋會把大部分多餘的碳排放吸納掉。

這種對碳排放掉以輕心的態度，到了1957年開始有了轉變。美國科學家羅傑?瑞維勒（Roger Revelle）與漢斯?蘇斯（Hans Suess）利用放射性碳定年法，設法追蹤海洋中碳分子的生命周期。他們指出海洋吸收的大部分二氧化碳，幾年後就會蒸發回到大氣中。

不久之後，另一位美國科學家查爾斯?基林（Charles Keeling）於1958 年，開始在偏遠的夏威夷毛納洛峰觀測站，測量大氣中的二氧化碳濃度。他的初步量測結果顯示，二氧化碳濃度有很強的季節循環特性，每年夏天都會隨著植物吸收二氧化碳而降低。不過到了1961 年，他已能指出二氧化碳濃度確實在穩定地上升當中。

眾所皆知的基林曲線。

時至今日，基林的長期實驗結果，為人類活動導致二氧化碳濃度增加的論點，提供了最具說服力的證據。「基林曲線」顯示在1958年，二氧化碳平均濃度為315體積百萬分率（ppmv），到了2014年春天達到401 ppmv的高峰。同時，對困在極地冰核氣泡中氣體的量測顯示，在過去一萬年間的二氧化碳平均濃度，介於275到285 ppmv之間，直到19世紀之後濃度才開始急速上升。二氧化碳濃度在大氣中的上升趨勢，同樣反映在海洋中，海洋溶解二氧化碳導致表面海水變酸，酸度與工業革命肇始以來比較大約提升了三分之一。

基林在這個實驗室里發展出「基林曲線」。

非自然氣候變遷

但是單單是二氧化碳濃度升高，並不能證明氣候正在變遷，也不能說人類必須為此負責，必須要有更強烈的證據。全球溫度在停頓35 年之後，到了1970 年代中期又開始上升。如今認為地球溫度在這個時期受到抑制，是因為燃燒化石燃料所釋放出來的粒子跟煙灰，把更多太陽輻射反射回太空所致。

在1980年代，對於全球暖化是否屬實仍多有疑問，然而已有些振聾發聵之聲。美國氣候學家詹姆士?韓森（James Hansen）在1988年做出第一個氣候預測模型，並在同年於美國國會作證中表示，「99％確定全球暖化趨勢並非自然變異，而是二氧化碳跟其他人造氣體在大氣中積累的緣故」。有些政治人物相信全球氣候確實受到威脅，其中包括擁有化學學位的英國首相柴契爾夫人，她在1989年聯合國演說時曾表示，「眼前進入大氣之中的二氧化碳正大量增加，這可能造成對未來更根本、範圍更廣且前所未聞的轉變。」她同時也呼籲針對氣候變遷締結全球公約。

但是許多人並不相信這些預測，他們堅持氣候變遷只是自然變異的一部分。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在1988年成立，負責監控並評估氣候變化的情況，但直到2007年IPCC才收集到足夠的證據，最終確定自然變異極不可能造成我們所見的氣候變遷（只有不到5％的可能性）。換句話說，在對上個世紀的氣候進行數千次模擬之後，科學家發現今日的氣候是自然出現的機率，每100次中只會出現五次。IPCC在2007年的第四次評估報告中聲明，「人類自1750年以來的活動，極可能（可能性超過95％）對氣候造成明顯的凈暖化效應。」

人類活動與全球暖化的關聯，雖然未獲100％ 證實，不過如今已足以使經濟學家起身關注。英國政府經濟學家尼可拉斯?史騰（Nicholas Stern）在2006 年發表評論，文中表示倘若任由氣候變遷發展下去，其代價相當於全球每年損失至少5％ 的國內生產毛額。相反地根據他的計算指出，若是採取行動抑制氣候變遷，其代價大約是全球每年損失大約1％ 的國內生產毛額。並非所有人都認同史騰算出來的數字，不過大多數人都認同現在處理氣候變遷的代價，會比拖到以後再處理來得低廉。

如今主要擔心的是，我們能夠承擔多大幅度的氣候變遷。英國科學家詹姆士?洛夫洛克（James Lovelock）在1960年代提出蓋亞理論，主張地球是個有生命的系統，生活在其上的生命跟周遭環境互動，以維持地球適宜居住。蓋亞理論起初受到質疑，不過逐漸獲得 認可，時至今日有些科學家開始擔心，若對地球過分施壓，不知道會發生什麼後果。蓋亞理論指出氣候變遷並非總是平順地發生，有可能會突然出現跳躍性的變化，我們把這些突如其來的變化稱為「臨界點」。舉例來說，有人擔心倘若北極太過暖化，會使得先前封存於永凍土中的甲烷冒出，這種溫室氣體產生巨幅增加的結果，有可能會發生得非常迅速，也許會導致無法逆轉的氣候變遷。

地球以前曾經經歷過極端氣候，有冰層一路延伸到赤道的情況，也有棕櫚樹在北極茂盛繁衍的情況。但是地球氣候從未有如今這般，被迫以這麼快的速度變化。瑞維勒在1957年時寫道，「人類如今正在進行一場大規模的地質物理實驗。」時至今日，這場實驗仍在進行中，而我們對其結果仍然所知甚微。

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