地球能量失衡的影響：氣候變暖和森林火災也有關聯

李立 編譯

今年夏季，北半球熊熊燃起的森林大火再次引發全球關注。

2018年7月28日，美國加州發生嚴重森林火災，大火持續肆虐數日，吞噬森林與房屋無數，成千上萬動物及人類流離失所，傷亡慘重。此次大火撲滅需耗費一年近數十億美元，更不論破壞成本。火災煙幕綿延數百甚至數千英里，對地球空氣質量和能見度帶來極大影響。科學家指出，氣候變化雖非這些山火的唯一起因，卻是重要的原因之一。

然而，在大多森林火災的新聞報道中，氣候變化因素都極少被提及。原因在於，森林火災由來已久，人們要如何證明某次火災爆發單是由氣候因素所致？

的確，全球氣候變暖並不是森林火災的直接起因，火災導火線一般無外乎於一些人為因素，如煙頭未滅、篝火未盡等，或是一些天災如雷暴及閃電引起。即便如此，氣象學家認為，全球氣候變暖為森林火災提供了必要條件，極大增加了火災發生的風險。

另外，每一次火災的形成原因各不相同，歸因也由此變得複雜。最好的理解方法還是從基礎科學的角度，如物理學的角度去分析展開研究。

圖為今年美國爆發的多次森林火災

逐漸加劇的全球變暖

要了解全球變暖與森林火災之間的關係，首先需審視人類居住的星球究竟發生了怎樣的變化。

隨著人類活動的增加，大氣的構成已悄然發生變化：相較19世紀，大氣中二氧化碳的含量已增加了四成之多，罪魁禍首源於1985年以來大量化石燃料的燃燒。另外，甲烷、一氧化二氮等其他溫室效應氣體的釋放也因人類的活動逐年增加，其增長速度早與「巴黎協議」中的期望背道而馳。

地球能量失衡圖

這樣一來，就導致了地球能量的失衡。

大氣中的熱量氣體宛如一層薄毯將地球覆蓋，阻斷了紅外輻射的釋放，使得地球吸收的熱量無法再釋放至太空。隨著熱量氣體的增多，大部分能量和熱量堆積在大氣中。這些能量導致陸地、海洋和氣溫上升，冰川融化，凍土解凍，水循環加速。

若用數字來衡量這一熱量的話，相當於地球每平方米增加了1瓦的熱量，整個地球約500萬億瓦。

雖然這個數據看似與系統的自然能量流（240瓦/平方米）相比較小，但與其他人類活動的直接影響相比，這一因素已經不容小覷。要知道美國一年的發電量也不過0.46萬億瓦。

因此，熱量的增加是一項重要指標，哪裡熱量多，哪裡就容易出問題。

地球能量失衡的影響

地球上增加的九成熱量最終會彙集到海洋，熱量增多意味著海容量的擴張和海平面的上升。

多餘的熱量還會在冰層中積聚，導致北極海冰融化，格陵蘭島和南極洲的冰川縮小。這樣一來，海洋的水量上漲，海平面也因此上升，上漲速度達每年3毫米以上，一百年即可上漲一英尺。

海洋2000米以內的溫度上漲

在陸地上，這種熱量失衡會因水的存在而複雜化。一旦有水，熱量就會導致水的蒸發和乾旱的發生，水汽的增加導致了暴風雨的發生。暴雨時下時停，熱量不至快速累積，但若遇乾旱，情況便大不一樣。一個地區一旦進入長時間的乾旱期，熱量會持續累積，大氣和陸地變得乾燥，氣溫升高。70年代的流行歌曲中曾有言，「美麗的南加州從不下雨」 ，在現實中，這樣的乾旱少雨帶來的後果則不堪設想。

水，是地球的天然空調。沒有水，過多的熱量就會集聚在地表，導致氣溫上升，植物枯萎。熱浪滾滾襲來，森林火災也就在所難免。這也是為什麼森林火災頻頻在高溫少雨的地區發生，如美國西部和地中海沿岸。回看近年來的案例，美國西部、葡萄牙、西班牙、希臘等其他地中海地區便時常傳出火災。

加州火災衛星圖，可見乾旱區域和燒毀的植被

除此之外，森林大火還會伴隨著一些特殊氣候現象發生，如高壓反氣旋停滯時，甚是拉尼娜現象或厄爾尼諾現象出現時。由於這些特殊氣象並不總在一個地方停留，乾旱和火災發生的地點也就逐年變動，讓人措手不及。

那麼熱量失衡對陸地的影響到底有多大？舉例說明，地表以1瓦/平方米的速率持續累積能量一個月，便能在一小時內以720瓦/平方米的速率釋放能量。 720瓦與一台小型微波爐的功率相當，一平方米約10平方英尺。這就相當於，地球熱量每累積一個月，每平方英尺就有一台小型微波爐全功率工作六分鐘，引發火災也就不足為奇。

對森林火災的科學歸因

回到全球變暖與森林火災的問題，以上數據已足以表明全球氣候變暖對地球能量失衡帶來的巨大影響。

我們知道，土壤中富含水分，所以植物的根系在徹底枯萎之前，會先汲取土壤中的水分來延緩生命。那麼從植物開始缺水，到森林火災的爆發，中間至少需要兩個月的時間。在尋常日子裡，這些細小的能量失衡會因氣候的變化而變得微不足道，但若干旱持續達一個月以上，地表的平均溫度直線上升，森林火災的風險便急劇增加。

氣象學家常言，「我們不能將所有的問題都歸因於氣候變遷」，全球氣候變暖對氣候變化的影響也的確沒有想像中那麼大。森林火災也同理，並不能單單歸因於氣候變暖，然而反過來我們卻可以說，沒有全球氣候變暖，人類的生活環境不會變得這般濕熱，如此極端的事件也就不會頻頻發生。

通過對此次火災的反思，已有更多的人意識到地球能量失衡問題，新的科學研究也有望促進人類對全球氣候的理解，也為未來做好準備。

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