科學觀點：什麼是氣候變化？

 

氣候變化的定義： 跨政府氣候變化小組(IPCC) 於2007年總結指出，「自20世紀中起錄得的全球氣溫上升，大部分都可歸咎於人為溫室氣體含量增加[1]所引致的溫室效應。」   聯合國氣候變化框架公約（公約）(UNFCC) 將氣候變化界定為：「人類活動直接或間接導致的氣候變化，對地球大氣層成份所造成的影響超出在同期觀察到的自然氣候轉變。」換言之，公約所用的「氣候變化」一詞僅指人類活動導致溫室氣體變化所帶來的影響。   世界氣象組織 (WMO) 對氣候變化的定義則是「氣候的平均狀態或變量出現可統計到的顯著變化，且持續一段較長的時期 (通常達十年或更長)。氣候變化可能是因為自然界的內部過程，又或是外部力量所致，又或是在大氣層的組成成份或土地使用方面經驗持久的人為變化」。

 

 

跨政府氣候變化小組 (IPCC) 對氣候變化下的定義是「隨時間過去因自然變化或人類活動而導致的任何氣候變化」。

 

溫室效應導致大氣層吸收地球表面及大氣層內更多的熱能，吸收並折射長波輻射。這是一個自然發生的過程，起因是某些大氣氣體，如二氧化碳、水蒸氣和甲烷等，可吸收地球表面發出的長波輻射，從而改變地球的能量平衡。倘若沒有溫室效應，地球的平均溫度將會是攝氏負18度的冰天雪地的世界，而不是目前的攝氏15 度，那麼地球上或許就不會有生物存在了。

自工業革命以來，人類不斷地排放過多的溫室氣體，使大氣層所吸收的熱能大增，加速正常的溫室效應，這就是我們所說的「強化」溫室效應，是人類活動所帶來的直接後果。燃燒石化燃料、工業運作以及開墾樹林的釋出物均增加了大氣層中二氧化碳的數量。

 

二氧化碳是問題根源

 

目前大氣層中多出的的二氧化碳約65 %是來自石化燃料燃燒的排放物，餘下的35%來自砍伐森林及將草原、林地，和將森林生態系統轉為農業生態系統時產生。自然生態系統較農業生態系統每單位面積可容納的二氧化碳量高出20至100倍。

 

 

2007年大氣層中的二氧化碳平均濃度約為384ppm(每百萬單位氣體體積)，而在 1832年之前，冰芯水平的二氧化碳約有284ppm。今天，我們的二氧化碳平均濃度較1832年的冰芯水平的284 ppm足足增加了100 ppm（35 %）。

 

每次我們開冷氣機、開燈、用電腦、開車、看電視或燒水，都在製造二氧化碳（C02）。二氧化碳會留在大氣層中達50至200年之久。這意味著二氧化碳在下沉或進入另一個化學反應前，將一直停留在大氣層中至少50年。因此，今天我們排放進入大氣層的二氧化碳，將會帶來長達兩個世紀的全球氣候變暖的影響。

今天我們所做的一切都將帶來很長遠的影響！

 

甲烷亦為一大隱憂

自1750年起，甲烷已增加了一倍，到2050年可能會再增加一倍。因飼養牲畜、採煤、採礦、鑽探石油及天然氣、種植水稻，以及在堆填區堆填垃圾，每年我們新增350-500萬噸的甲烷進入大氣。雖然甲烷只會停留在大氣中10多年，但所吸收的熱能比二氧化碳卻高20倍。

 

我們的氣候究竟起了甚麼變化？

在2007年，跨政府氣候變化小組(IPCC) 確認，氣候環境變暖幾乎是無可爭議的事實 — 我們看到陸地和海洋溫度日漸上升、全球平均海平面節節上漲，以及冰雪減少等現象瀕瀕出現。這些與人類活動所產生的溫室氣體有直接關係的變化，已對生態系統、供水以及極端天氣事件的模式造成了變化，隨之而來（雖然不是必然如此，但在許多情況下）對人體健康、建築物、民生經濟及基礎設施均造成了相應的損害。

氣候變化並非單獨發生的事件, 而是由許多包括天氣模式及土地應用改變等等的因素,互動而引發出的特定的環境損害(例如, 農作物產量下降)

在考慮氣候變化的影響時, 有幾點仍不可忽視:

• “正反饋”現象(亦即所謂臨界點 或轉捩點)可能會促使氣候變化比預期更差 (例如西伯利亞凍原所解放的甲烷會促使格陵蘭島的冰冠會完全融化, 以及南極冰冠分解而引致海平 面大幅上升)
• 中國及印度等國家持續而急劇的經濟和人口增長加劇溫室氣體排放,對可預見的將來的影響,
• 氣候變化現象對全球及本港經濟所帶來的連鎖反應

i) 溫度上升

IPCC的2007年總結報告指出，在過去一百年，地球表面溫度已上升了0.74oC，預計到2100年將上升1.8oC-6.4oC。冰雪及凍土的變化增加了冰湖的數目和面積，使山林及其他永凍層地區越來越不穩定，並引致北極和南極的生態系統出現了變化。 {1.2}

 

Acacia Trees Burnt©WWF Canon/J E Newby

全球溫度上升將導致海平面上升，並預期會增加極端天氣事件的強度和改變沉澱反應的模式。其他影響包括改變農產量、貿易路線、冰川後撤、物種滅絕，以及增加疾病傳播媒介的範圍。儘管大部分的研究集中在現在至2100年的這段期間，然而，即使溫室氣體水平達至穩定，氣候變暖及海平面上升預計仍將持續一千年以上。出現這種延遲達到平衡的原因是海洋可吸收大量的熱能。

由於大氣層及生態系統非常複雜，同時由於我們不知社會會如何作出回應，因此難以斷言在任何特定的溫度下究竟會發生怎樣的情況。

 

 

上圖為2007年11月16日IPCC 2007年總結報告的說明圖。請觀察(a) 全球平均地表溫度； (b) 從測潮器（藍色）和衛星（紅色）數據得到的全球平均海平面，以及(c) 3月至4月北半球冰雪覆蓋的情況。所有數據是與1961至1990年期間的相應平均數字作比較。平滑曲線代表10年的平均值，而圓圈則代表每年值。陰影部分是從已知的不確定因素（a和b ）和時間序列（c）而推算出來的不確定區間。

Source: NASA’s Goddard Institute for Space Studies

ii) 海平面上升

聯合國跨政府氣候變化小組之綜合報告(2007)指出，在1961至2003年期間，全球平均海平面每年平均上升1.8毫米[1.3－2.3毫米]；而在1993至2003年期間，則每年平均上升約3.1毫米。海平面的升高，約57%源自溫暖海洋的熱力擴張，另約28%源自冰川及冰山縮小，至於餘下成因則來自兩極冰層流失。

全球暖化為未來帶來最令人憂慮的其中一個影響是冰存量減少－不只是北極,南極和陵蘭島的冰冠, 還有離海很遠但為樹木, 動物及人類社會提供生存元素的冰河雪水。在2004一個在中國進行了24年的科學研究指出, 自1960年起, 中國的冰河總存量已縮小了5.5%。如果現在的暖化趨勢持續, 超過64%的冰河會於2050年消失。

現象是隨著海洋升溫，海水表面的二氧化碳的溶解效應大大減低。然而，整個系統是相當複雜的。

 

 

資料來源： 2006年8月（ UTC ），阿爾弗雷德魏格納研究所極地和海洋研究所

iii) 降雨量的強度及密度

聯合國跨政府氣候變化小組科學觀察發現，降水量、強度、密度及類型均正在轉變。降水量（Precipitation）是一個統稱，其中包括了降雨、降雪及其他來自雲層的凝結或液態水份。降水是間歇性的其型態亦視乎溫度及天氣情況而定。

iv) 極端天氣事件的密度已出現轉變

此外，在過去50年，若干極端天氣事件的密度及/或嚴重性已出現轉變：

• 在內陸地區，寒冷日子、寒冷夜晚及霜凍等現象很有可能已變得較為少見；相反，炎熱日子及炎熱夜晚已變得較為頻密。{WGI 3.8, SPM}
• 在許多內陸地區，熱浪很可能已變得更為常見。{WGI 3.8, SPM}
• 在大部分地區，嚴重降水事件的密度（或豪雨造成的總雨量比例）很有可能已經上升。{WGI 3.8,3.9, SPM}
• 在世界廣泛地區，極端的海平面升高很有可能自1975年起已經加劇。{WGI 5.5, SPM} (資料來源: IPCC之綜合報告(2007))

第三評估報告亦指出自從1950年代起,較高的地球表面溫度増加極端氣候, 例如埃爾尼諾現象, 水災及風暴發生的幅度及密度, 而最近一份由保險業界所做的報告估計下一世紀氣候變化帶來的損失可能超過一仟億美元一年。

 

甚麼是危險的氣候變化？

該詞在1992年聯合國氣候變化框架公約（ UNFCCC ）內正式提出，。該公約要求穩定溫室氣體以「防止人為危險地干擾氣候系統」，從而使「經濟可以持續發展。」

雖然我們不能肯定到哪一水平的氣候變化才變得非常危險，但普遍均認為較工業化前水平上升 2 °C是可接受的水平。這就要求達到IPCC1的預測－將二氧化碳排放量穩定在445至490 ppm之間。要達至該目標，則需要2015年到達排放峰值，及到2050年時較2000年的水平減少50 %至85 %。

危險的氣候變化等同於「轉捩點」嗎？

「轉捩點」應該是達到「很」危險的氣候變化，是指人類活動對大自然帶來足夠的影響而至人力無法逆轉環境改變的時候。一些氣候科學家們相信，「轉捩點」將於2017年左右出現，另一些頂尖氣候科學家如美國太空總署的漢森(James Hansen)則認為現在已到了「轉捩點」。

 

預計未來的排放量會達到多少？

聯合國跨政府氣候變化小組已制定了數套預測，以預測大氣層中二氧化碳濃度的變化。IPCC 最低或最樂觀的看法是預測二氧化碳排放量將穩定在445與490 ppm之間，溫度則為 2°C 及2.4°C之間。要達至該目標，則需要2015年到達排放峰值 ，及到2050年時較2000年的水平減少50 %至85 %。

• 樂觀的預測： 跨政府氣候變化小組1就未來一百年二氧化碳排放量的預測乃基於人口只會增加400萬人，世界經濟在今後25年只會每年增長2.0 %，然後增長將趨緩慢。同時亦假設核電成本將每年下降0.4%。這是最樂觀的情形。假如這種情形可以實現，未來二十五年二氧化碳排放量將會增加1.4GT，而在隨後的七十五年， 二氧化碳排放量將減少4.2 GT。二氧化碳排放量於2100年 將為4.6 GT，較今天的2.8 GT為低。根據IPCC這個預測，到2100年時，大氣層中二氧化碳的濃度將為450 ppm。
  
• 悲觀的預測： 跨政府氣候變化小組對未來一百年二氧化碳排放量最悲觀的預測為，假設屆時人口將增加53億人，世界經濟每年增長3.0%，同時亦假設核電廠的成本將增加。在該些情況下，二氧化碳排放量在未來二十五年將增加7.7 Gt (，及在隨後的七十五年再增加20.7 Gt。基於這些假設，到2100年時，預測二氧化碳排放量將為35.8 Gt。較今天的排放量多達近5倍。大氣層中二氧化碳的濃度將為900 ppm。
• 一切照常： IPCC對未來二氧化碳排放量最有可能出現介乎兩者之間的情形。該中間方案稱之為「A」預測或「一切照常」預測。原因是這假設人口與經濟增長率以及核能成本未來將不會顯著改變。根據「A」預測的假設，二氧化碳每年排放量到2100年將上升至20.3 Gt。大氣層中二氧化碳的濃度將達700 ppm，是目前濃度的兩倍。

注意：必須承認未來30年至40年大氣層中大部分的氣候變化，早已受過往多年的排放量和氣候系統的慣性而決定。因此不論未來的排放量會否減少，我們均有需要適應某種程度的氣候變化。

除了跨政府氣候變化小組的預測，還有其他重要的預測。

• 國際能源署 (IEA) ：國際能源署在《2004年世界能源展望》中預測：到2030年時，二氧化碳排放量將較2002年的水平增加63%。這與跨政府氣候變化小組於2000年發表的排放量預測情形一致。這意味著，由於未來20 年內欠缺緊迫和積極的減排行動，幾可肯定到2050年時，全世界的溫度會較今天上升約0.5°C到2°C。
  

大部分的二氧化碳排放量預計將來自使用礦物燃料以支持經濟發展的發展中國家 (如中國和印度等新興經濟體) 。從2001年至2025年，發展中國家的排放量預計將每年增長2.7%，高於世界平均水平；並於2018年超越工業國家的排放量。

世界二氧化碳排放量 (按區域)，2001年-2025年
（百萬噸碳當量）

史登報告

 

史登爵士(Sir Nicholas Stern) 對氣候變化的經濟成本的預測，是基於大氣層中二氧化碳及其等效氣體（ppm CO2e）為550 ppm的基礎上。他在報告中引用了廣泛的研究，並得出結論認為，該水平 (較工業化前的二氧化碳水平足足了增加一倍)的二氧化碳排放量將極有可能超過避免全球暖化溫度要少於2度的上限。在報告中，史登認為如果二氧化碳排放量維持在450 至550ppm CO2e之間，則有望維持平衡。但即使能夠維持450 ppm的水平，仍有超過一半的機會溫度會超逾2°C，情況並不令人樂觀。

 

 

 

 

國際排放貿易協會２００８年度溫室氣體市場報告

 

在世界碳交易市場佔領導地位歐盟排放，其會員正期待第三輪談判的結果，因為結果將會進一步地擴大其管理範圍及交易數量。

其他國家的碳交易發展，例如2008年美國國會及地區性的計劃, 新任總統的全球氣候變化政策，亦引起全球廣泛注意。而澳洲，印度，中國及其他國家的減排行動亦備受關注。

此報告以個別國家為基本但包含不同範疇的碳交易新動向。

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（國際排放貿易協會（IETA）。這份文件可以自由使用，複製和分發，但需事先取得作者或排放貿易協會的批准，每個副本亦應包含本版權公告。）

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