变幻莫测的天气
我们日常生活一般离不开碳基燃料,用法也许各不相同。比方说,我们驾驶的车辆不是用汽油,就是用柴油发动。发电厂供应的电力都是用煤、天然气或石油生产的。我们用柴、炭、天然气、煤等燃料生火做饭或取暖。这一切活动使大气所含的二氧化碳不断增加。二氧化碳把太阳的热力困住。
我们还给大气添加其他储热气体,这些气体起着如温室一样的作用。例如,农用氮肥释放出氧化亚氮。稻田和养牛场排出甲烷。发泡塑料的生产过程和其他工业程序喷出氯氟碳化物。氯氟碳化物不但把热力困住,还破坏地球平流层的臭氧层。
有关当局现已定下措施制约氯氟碳化物的用途。除了氯氟碳化物外,其他储热气体还是源源不绝地飘散到大气去。储热气体的喷吐量与日俱增,部分是由于世界人口膨胀,能源的消耗量相应地上升,工业活动、农业生产也不断增长。设在[美国]华盛顿的环境保护局指出,现时人类每年把60亿吨的二氧化碳和其他温室气体喷入大气中。这些气体渗进大气以后,不会立即消失,反而历久不散。
科学家大体上认同以下两个讲法。首先,在近几个世纪,尤其是近几十年,大气所含的二氧化碳及其他温室气体一直有增无减。其次,过去几百年来,地球表面的温度平均上升了摄氏0.3到0.6度。
于是有人提出以下的问题:大气积聚的温室气体既是人类所为,这跟全球气候变热可有关系吗?有些科学家认为两者多半没关系,同时指出气温上升可能是烈日促成的,况且升幅也没有超越自然偏差的范围。不过,许多气候学家都赞同,政府间气候变化问题研究小组报告所用的措辞。报告声称温度上升“不可能完全是自然产生的”,“有充分证据显示,人类的活动对全球气候多少有点影响”。人类的活动到底有没有给地球加温,专家至今还没有定论。至于在21世纪,全球增热的速度有多快,将带来什么后果,现在就更难说得清楚了。
不明朗因素引发争辩
气候学家根据世界上速度最快、功率最大的电脑所显示的气候模型,预测未来温室效应的变化。全球气候是由地球的转动、大气、海洋、冰层、地形和太阳之间的交互作用支配的,复杂得叫人摸不着头脑。既然影响气候的因素这么繁复,受影响的范围又这么广泛,电脑根本不能准确地预计50年后,甚至100年后,将有什么事发生。《科学》杂志最近评论:“不少气候专家都持审慎态度,说他们还未能确定,人类的活动有没有给地球加温;他们也不知道,温室效应一旦加剧,所造成的影响有多深远。”
鉴于各种不明朗因素,专家可以矢口否认有风险存在。有些科学家对地球变热的说法表示怀疑。为了经济利益,财雄势大的工业家一心要维持现状。双方一致认为,单凭现有的知识,当局没有足够理由采取纠正措施。他们说未来的情况不一定像某些人所说的那么坏。
环境学家却反驳,即使有很多因素是科学家无法预知的,决策机关也不该因此盲目自满。真的,未来的气候或许不如一些人所担心的那么坏,但情势也有可能会变得更糟!他们推断,虽然没有人能确知将来有什么事发生,但这并不是说,人就不该采取预防措施,把风险减到最低。比方说,打算戒烟的,不会要求医学界提出确凿证据,证明他们要是继续抽烟,三四十年后就必定患上肺癌。他们所以戒烟,是因为他们知道抽烟危害健康,他们想尽量降低,甚至消除患肺癌的风险。
目前有什么对策?
关于地球气候变热的影响有多深远,专家的意见仍争持不下。有的倒认为这是杞人之忧。既然众说纷纭,难怪专家就采取什么对策也莫衷一是。多年来,环保组织一直广泛宣传,教育大众采用无污染的能源。人其实可以利用太阳、风、江河、地下蒸汽库和地下热水库来生产动力。
环境学家也不断敦促各国政府,立法管制储热气体的排放量。不少政府已响应他们的呼吁,纷纷签订条约。不过,大多数条约至今还是一纸空文,起不了实质作用。例如,1992年,在巴西里约热内卢举行的地球高峰会议,约有150个国家的代表签订条约,申明他们必定会实践承诺,减少温室气体的排放量,特别是二氧化碳。各国代表定下目标:到2000年,工业国所排放的温室气体将下降到1990年的水平。有少数国家已落实措施,朝着目标前进。但相比之下,不少富国仍裹足不前,连小小的承诺也未能兑现。大多数国家非但没有着实改善情况,反而排放出更多温室气体,比以往有过之无不及!且以美国为例。到2000年,据说二氧化碳的排放量可能比1990年的高出百分之11。
近几年来,有关当局已采取措施,使国际协议具有约束力。跟1992年的协议不同,当局不再呼吁各国政府自动减低温室气体的排放量,而是要求政府各自制定排放量上限,然后强制执行。
改革经费
政客表面上固然想支持环保,证明自己是地球之友,同时倒也密切留意,改革措施会怎样影响国家经济。《经济学家》周刊指出,世界有百分之90的人口所用的能源,都是用碳基燃料生产的,要他们放弃碳基燃料,转用其他能源,无疑涉及多方面的改革措施;各国正为改革经费展开激烈的争辩。
到2010年,温室气体的排放量应当较1990年的减少百分之10,各国究竟要花多少钱才能达到这个目标?答案视乎你询问的对象而定。且看看美国方面的反应。这个国家把大量温室气体排放到大气中,喷吐量比其他国家要多。工业界的智囊团扬言,要减少温室气体的喷吐量,美国每年就会损失十亿美元计的经济收益,还会迫使60万人失业。环境学家的说法却恰恰相反,他们声称减少温室气体的喷吐量,不但能够节省数十亿美元的开支,还可以增加77万3000个就业机会。
环保组织力劝政府马上采取行动。在另一方面,财雄势大的工业家,例如汽车制造商、石油商、煤商等,却刻意减低地球变热的严重性,更口口声声说,停用矿物燃料对经济造成重大打击。
争辩没完没了。可是,人类如果真的扰乱了气候,却又一味空谈而没有实质的纠正行动,那么,“人人都在谈论天气,但面对天气个个无能为力”这句名言,就可能是个不祥的兆头了。
[第5页的附栏]
京都议定书
1997年12月,有161个国家分别派出2200多个代表,前往日本京都参加会谈,商讨怎样消除全球增热的威胁,同时拟订议定书。经过一周的讨论,各国代表一致决定:到2012年,发达国家排放的温室气体,比起1990年的水平,平均应当下降百分之5.2。对违约国家所处以的惩罚,则有待日后决定。假设各国都遵守条约,把温室气体的喷吐量减少百分之5.2,这会造成多大的分别?根本没有明显的分别。《时代》杂志报道:“工业革命开始以后,温室气体就一直积聚在大气中。要效果显著,温室气体的排放量就得减少百分之60。”
[第7页的附栏或图解]
(排版后的式样,见出版物)
举例说明温室效应
温室效应:地球的大气层犹如温室的框格玻璃,把太阳的热力困住。在阳光照射下,地球的温度渐渐上升。阳光所产生的热力是由红外线辐射传导的,要散射回太空并不容易,因为给温室气体挡住了。温室气体把部分辐射反射回地面,使地球表面增热。
1.太阳
2.被困的红外线辐射
3.温室气体
4.散射回太空的辐射
[第8,9页的附栏或图解]
(排版后的式样,见出版物)
支配气候的自然力量
全球增热成了当前大众的争论,我们如果想明白个中底蕴,就必须对支配气候的大自然威力有一点认识。让我们了解一下几种主要的自然力量。
1.太阳——热和光的来源
地上众生都靠一个核子洪炉来维持生命,我们叫这个洪炉做太阳。太阳的体积比地球大100万倍,恒常不变地发出热和光。太阳输出的热力一旦下降,我们的行星就会冰封;反过来,热力一旦上升,地球就可像个咝咝作响的煎锅。由于地球距离太阳9300万英里,地球绕着太阳运行的时候,所吸收的太阳能只占输出量的20亿分之一。这个数量虽然微不足道,却刚好造成宜人的好气候,让地上众生能够茁壮生长。
2.大气层——地球的保暖毯子
地球的温度不单取决于同太阳的距离,大气也起着举足轻重的作用。地球和太阳的距离,跟月球和太阳的距离,没有多大分别,两个行星都按比例从太阳吸收同量的热力。地球的平均温度是摄氏15度,但比较起来,月球就显得相当冷了,平均温度是摄氏零下18度。为什么会有这样的差异?因为地球有一层大气围绕,月球却没有。
大气由氧、氮及其他气体混合而成,恍如地球的襁褓。大气截留部分的太阳热力,让其余的散射回太空。这个过程往往被人比作温室。你大概知道,温室的墙壁和屋顶是用玻璃或塑料造的。阳光可轻易透过玻璃,使室内渐渐暖和。温室的墙壁和屋顶也同时减慢了热力散射到室外的速度。
类似地,大气让阳光穿透直达地球表面,使地面温度上升。地球又把吸收到的热能以红外线辐射的形式散射回大气。可是,大部分的红外线辐射都没有透过大气返回太空,因为大气所含的气体吸收了这些辐射,然后把辐射再次传递到地面,使地球的温度进一步上升。这个加温过程叫做温室效应。要不是大气把太阳的热力困住,地球就像月球一样毫无生气了。
3.水蒸气——必不可少的温室气体
大气主要由两种气体混合而成,氧和氮占其中的百分之99。地上众生得靠各种复杂的循环维持生命。在这些自然循环中,氧和氮都起着重大作用,对气候的调节反而没有直接影响。地球的气候其实是由大气余下百分之1的气体调节的。这些储热的温室气体包括水蒸气、二氧化碳、氧化亚氮、甲烷、氯氟碳化物和臭氧。
水蒸气是必不可少的温室气体。我们通常不会把水蒸气当做气体,因为一提起水,我们就想到它的液态。大气所含的水蒸气分子,个个都充满热能。举例说,云雾的蒸气冷凝后,就释放出热能,结果引起强劲的对流气流。水蒸气在大气中的运动过程,作用十分复杂,对测定天气和气候却又关系重大。
4.二氧化碳——维持生命的必需品
在全球增热这个争论上,最常提到的气体就是二氧化碳。过于笼统地称二氧化碳不过是污染物质,可以使人产生误解。绿色植物靠光合作用自制养料。在光合过程中,二氧化碳是不可或缺的。人和动物都吸入氧气,呼出二氧化碳。绿色植物反倒吸收二氧化碳,释放出氧气。由此可见,创造主早就预作安排,好让地上众生能够活下去。a不过,大气的二氧化碳含量要是过高,就可能使天气变热,情形就像给暖和的床铺添加毛毯一样。
复杂的自然力量
气候变化不是单单取决于太阳和大气,还牵涉许多因素,例如海洋、冰盖、表生矿物、地表植物、地球的生态系统、一系列的生物地球化学过程、地球的轨道运行规律等。要研究气候,就几乎连地球科学的各个学科都要深入探讨。
太阳
大气层
水蒸气(H2O)
二氧化碳(CO2)
[脚注]
a 几乎所有生物都从有机物质摄取能量。地上众生不是直接,就是间接靠阳光维持生命。有些微生物却从无机化学物质摄取能量,在漆黑的海底也能茁长。这些微生物不是通过光合作用,而是靠化学合成作用产生养料。