温室效應其實是什麼東西？

何謂溫室效應:
地球的大氣是由氮、氧及一些微量氣體組成。太陽輻射進入地球時,大氣層幾乎可以讓它穿透過去 ; 地球也放出長波輻射，但地球的長波輻射卻會遭到大氣層中某些微量氣體的選擇吸收。這些微量氣體選擇吸收了地球的輻射能後，有都分會再反射回到地球，因而使得大氣保存了部分輻射能，於是造成地球的溫度比其輻射平衡時的溫度高 , 大氣中因為有這些微量氣體選擇吸收了地球的長波輻射，並能夠保存部分輻射能，因而可以使地球溫度升高,我們稱這種作用為大氣的溫室效應(atmospheric greenhouse effecct) ; 會吸收地球長波輻射的氣體則稱為溫室效應氣體。

大氣中最重要的溫室效應氣體有水汽、一氧化碳、臭氧、甲烷、氮氧化物及氟氡碳化物等。大氣中若溫室效應氣體含量增加，則大氣的溫室效應即會增強，當然大氣保存的能量也隨著增加，因而會造成溫度上升。

溫室效應主要會造成下述現象：

1.地球表面溫度增加

2.海平面上升

3.全球氣候轉變

4.傷害人體抗病能力

5.動物大遷移

6.受高濃度臭氧影響地區擴大


成因:
回顧人類的歷史，地球氣候的變遷起自於數千萬年來自然事件的發生。但今日，人類的活動卻立即且嚴重地影響地球氣候，溫室氣體迅速地排放到大氣中，這些氣體攫住了應散發到太空中的熱，使得原來的溫室效應更加強化，導致了地球平均溫度的上升，或所謂的全球溫暖化現象。全球溫度的上升會使得海平面升高、改變降雨量及某些地區的氣候。區域性的氣候變遷會改變森林、農穫量及水供應量並威脅人體健康、危害鳥類、魚類甚至其他更多的生態體系。沙漠也許會向現存的平原擴展、而一些國家公園的獨特景象將消失殆竟。目前科學家們尚無法測定那些地方會變得更加乾燥或更潮濕，但整體看來，似乎朝向降雨量與蒸發量增加、更強烈暴風雨以及更乾燥土地的趨勢。

某些溫室氣體自然存在於大氣中，包括水蒸汽、二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、氧化亞氮(N2O)、及臭氧。然而由於人類的活動，增加了這些溫室氣體的濃度。當燃燒固體廢棄物、化石燃料（石油、天然氣、煤等）、木材與木製品時，二氧化碳即被排放至大氣中；於生產與運輸煤、天然氣與石油過程中即會排放甲烷，垃圾掩埋場有機物分解時以及畜牧，亦會排放甲烷；氧化亞氮的排放，則來自於農業與工業活動，以及燃燒固體廢棄物與化石燃料所致。

至於非屬自然存在的溫室氣體包括，發泡製程、冰箱、空氣調節器等之副產品，即所知的氟氯碳化物(CFCs)與氫氟化碳(HFCs)以及由工業製程產生的過氟化碳(PFCs)。

每一溫室氣體攫住大氣中熱氣的能力均不同。HFCs與PFCs吸住熱的能力最大；甲烷吸收的熱超過二氧化碳吸收的21倍；而氧化亞氮所吸收的熱較二氧化碳所吸收的多270倍。估算溫室氣體排放量常以百萬公噸碳當量(millions of metric tons of carbon equivalents, MMTCE)為單位，亦即以其GWP值 (Global Warming Potential)計算之。

影響:
十八世紀中葉工業革命以後，因為工業進步帶動了經濟繁榮。改善了人類生活水準,因而也加速了人口成長。由於人口成長得太快﹒地球資源有限人類為了繼續追求經濟發展，不得不過度開發地球的天然資源。於是大規模砍伐森林，以取得耕地，大量開採煤、石油和天然氣等化石燃料，以取得能源。這些人類活動會使大氣中的二氧化碳含量增加，促使大氣的溫室效應加強，導致全球的溫度上升。

首先，未來百年之中，溫度上升3℃的速率可能是地球歷史上溫度自然變異所僅見，而升溫的幅度亦可能是過去十萬年來最高的，現今氣候變遷的速率較之過去自然變遷加快了大約15～40倍。平均溫度在百年中激升3℃更意味著氣候體系中其他因子的劇烈變化，如全球降雨型態必然隨之改變，有些地方雨量大增，其他地方轉為乾旱，植物的分布將大為改變。美國環保署1988曾評估，全球暖化將使北美洲內陸中緯度地帶的夏季嚴重乾旱。除雨量外，風暴的路徑及頻度也將改變，土壤受侵蝕、搬運及淋餘作用的程度及速率也隨之改變，土壤化學的性質就變了。

這種氣候變化會對人類造成何種影響？據預測，兩極氣溫的增高，會導致格陵蘭與南極冰帽融化，海平面可能上升0.2到1.4公尺，陸地將變成茫茫大海，許多城市將被淹沒，居住在海岸線60公里以內的居民，占世界1/3的人口，將蒙受其害。中國大陸官方估計，海水面上升20公分，中國大陸沿海將有110萬公頃遭淹沒；50公分的海水面上升，則將淹沒孟加拉10萬公頃的土地。沿海低地沈沒海中，將使原來居住其地的居民流離失所，變成難民，因而可能導致社會、經濟及政治的動盪不安。另外，中緯度地區會面臨乾旱的威脅，許多農業地區將變成不毛之地的沙漠。

氣溫上升也會傷害人體的抗病能力、若再加上全球氣候變遷引發動物大遷徒，屆時極有可能促使腦炎、狂犬病、登革熱、黃熱病的大規模蔓延，後果相當可怕。

CO2濃度的增加可能有利於某些植生而抑制他類植物，而改變植物社群結構；海水面上漲也將影響海岸植物社群的生態（NRC, 1983）。

許多電腦模擬顯示，全球暖化主要將表現於高緯度地帶（Hansen et al., 1987），也因此，高緯度的生物將首當其衝，受到最大的衝擊，寒帶森林將因3℃之升溫而銳減37﹪（Emanuel et al., 1985）。也就是說，目前熱帶森林的破壞而動植物大量絕滅，將來全球暖化又將對溫帶的生物多樣性嚴重打擊。全球暖化亦將衝擊熱帶地區，主要表現於乾旱及半乾旱地區，降雨模式的變化可能造成沙漠化的擴大（Soloman, 1994）。

可能有人認為這些現象不過是誇大其詞，但自20世紀70年代以來，世界各國普遍發生氣候異常，天災頻仍的現象。1980年夏季廣闊的亞洲大陸洪水泛濫 ; 印度北方大水淹沒2/3的土地；非洲西部的長期乾旱，使若干地區飢荒遍野；1991年中國大陸華東地區空前水患，更引起國人莫大的關注。1995年初歐洲萊茵河出現百年大洪水、加卅多年乾旱後出現大豪雨、西班牙持續5年大乾旱 、美國7月熱浪造成上百人死亡、泰國10月底出現百年大洪水、菲律賓在10月底11月初至多十天之內竟出現2次颱風侵襲多人傷亡，今年英國、法國等地均出現百年難得一見的水患以上等等，均使得科學界 相信：「氣候暖化」會使得今日到未來 50年間，氣候的變動(或震盪)愈來愈顯著，各地出現創紀錄的異常天氣現 象將愈來愈頻繁，造成這些異常氣候的原因，雖未完全了解，但大多數氣象學家認為，溫室效應的影響將是不可忽視的因素

何謂溫室效應

自地球形成以來，大氣的成分，無時不變，尤其是微量氣體，其量雖微，但對全球環境之影響佔有決定性角色。其中地球溫暖化的原理，就如同溫室(Greenhouse)，大氣吸收來自地球表面所釋放之長波輻射，再反射回地面，藉著此種自然的溫室效應，維持地表之溫度。若大氣不存在，地球之溫度將較目前為低。近年來由於人類經濟活動的快速成長，所製造之化學品及產生之空氣污染，正以空前未有之速度，改變大氣結構。其中特別是化石燃料燃燒後所產生之CO2氣體，大量排放進入大氣後，吸收地表之長波輻射，造成之人為溫室效應使地表溫度逐漸增加。
　　雖然，至目前為止，僅增加少許溫度(過去100年只增加0.3℃至0.6℃)，海平面則持續上升(10至15公分)。工業革命後CO2濃度增加28％，科學家預測若不採取任何防治措施則於西元2100年時，地表溫度將較目前增加l℃至3.5℃，海平面將上升15至95公分，此種溫室效應對於整個生態環境(包括地球、海洋與人類的經濟、社會等)及全球氣候，將有深遠而不可知之影響。


溫室效應氣體

大氣如同一過濾器可控制地球、太陽及太空間能量交換。大氣中某些氣體可讓短波輻射以可見光形式照射地表，並且吸收自地表反射的長波輻射，這些可以保留能量的氣體，即所謂溫室效應氣體，包括：
二氧化碳(CO2)－由於大量使用煤、石油、天然氣等化石燃料，全球的二氧化碳正以每年約六十億噸的量增加中。
氟氯碳化物(CFCs)－以CFC－l1、CFC－12及CFC－113佔最大使用量。使用範圍包括冷媒、清洗、噴霧及發泡等用途，同時此類化合物也是破壞臭氧層的禍首。
甲烷(CH4)─產生自發酵與腐化的變更過程及物質的不完全燃燒，主要來自牲畜、水田、汽機車及掩埋場的排放。
氧化亞氮(N2O)─係由石化燃料的燃燒，微生物及化學肥料分解而排放出來。
臭氧(O3)─來自地面污染，如汽機車、發電廠、煉油廠所排放的氮氧化合物及碳氫化合物，經光化學作用而產生臭氧。
　　目前這些溫室氣體仍持續增加中，至l994年CO2每年平均增加0.4％，濃度約358PPM；CH4每年平均增加0.6％，濃度約1.7PPM；N2O每年平均增加0.25％，濃度約0.31PPM；CFC－11濃度約268PPT；CFC－12濃度約480PPT。由圖可以看出，造成溫室效應的能力以CFC最強，每單位重量比CO2大上好幾千倍。而其中對全球溫升的貢獻百分比則以CO2為造成溫升之主要氣體，約佔55％。由圖可以看出過去40年來，各種溫室效應氣體造成氣溫上升的趨勢。

　　大氣中CO2濃度的增加，最主要的兩個來源為化石燃料燃燒及森林砍伐。其中，化石燃料消費對二氧化碳排放佔較高比重，1992年全世界二氧化碳排放量(以碳當量計算)約為80億噸。

台灣地區二氧化碳排放現況

台灣地區環境特殊，四面環海，溫室效應造成環境的衝擊，尤其是海平面上升對台灣本島的影響，尤值得我們關切。從台灣地區過去明年各地每年平均氣溫上升紀錄，約0.54℃；0.79℃。可知溫室效應台灣地區亦無法倖免，其所可能帶來之危機，值得大家注意，並須及早因應。
　　利用我國l990年的能源使用分布及排放因子，推估我國1990年二氧化碳氣體排放量約為一億倍公噸，其中有34％來自發電，約佔全世界二氧化碳氣體排放量的二二○分之一。

溫室效應所造成的影響

若是溫室效應氣體濃度不斷增加，則將使地表溫度增加，進而導致氣候的變化，其影響包括：
1.北半球冬季將縮短，並更冷更濕，而夏季則變長且更乾更熱，亞熱帶地區則將更乾，而熱帶地區則更濕。
2.由於氣溫增高水汽蒸發加速。全球雨量每年將減少，各地區降水型態將會改變。
3.改變植物、農作物之分佈及生長力，並加快生長速度，造成土壤貧瘠，作物生長終將受限制，且間接破壞生態環境，改 變生態平衡。
4.海洋變暖、海平面將於2100年上升 15－95公分，導致低窪地區海水倒灌，全世界三分之一居住於海岸邊緣的人口將遭受威脅。
5.改變地區資源分佈，導致糧食、水源、漁獲量等的供應不平衡，引發國際間之經濟、社會問題。

全球氣候變化綱要公約

聯合國環境規劃署(UNEP)及世界氣象組織(WMO)於l988年聯合建立氣候變化政府間專家委員會(Intergovernmental Panel On Climate Change，IPCC)，針對全球氣候變化趨勢進行政府間的監測及科學研究。
　　依IPCC的研究成果，聯合國於1992年5月9日通過「氣候變化綱要公約」(Framework Convention On Climate Change，FCCC)，6月在里約的「地球高峰會議」上，l55個國家簽署此公約，公約於l994年3月21日生效。目前已有170個締約國認可。

　　公約的目標為「將大氣中溫室氣體的濃度穩定在防止氣候系統受到危險的人為干擾水準上」。執行原則是「共同但有差別的責任」，因需考量各締約國的經濟發展及資源狀況之故。此公約期望全世界共同努力盡己力抑制溫室氣體的排放。

　　為遏止全球氣候繼續惡化，各國已達成需削減溫室效應氣體的共識，並認為應積極加強合作，及採行因應對策。

公元 l997年訂定二氧化碳排放量的議定書。
管制森林砍伐和加強植林，並建立森林、農業管理及監測系統。
籌組基金，強化資訊及技術交流。

溫室效應的防制策略

生活在地球上的每一分子，不僅是污染物製造(排放)者，亦是溫室效應氣體產生的貢獻者(人之呼吸作用)。每一地區每一國家皆產生不同程度之溫室效應氣體，主要取決於能源使用狀況。我國為配合全球削減溫室效應氣體的行動，可採行的策略及措施如下：

調整能源及電源結構

儘速修正台灣地區能源發展方案，穩定電源的成長，並將燃油、燃煤電廠轉為擴大使用天然氣，以改善區域空氣品質，並減少二氧化碳之排放。

加強開發替代能源，例如地熱、水力、風能、核能、太陽能、天然氣之取得及使用。

積極引用複循環機組發電，以提升發電效率。

加強電力負載管理，減少尖峰用電需求。

加強推動全國節約能源計畫。

調整產業結構

鼓勵業者發展低耗能、低污染之產業，加強改善或淘汰高耗能、高污染之產業，加強產業升級。

調整能源價格，以價差推動產業加強提升能源使用效率。

引進相關技術，優先進行高耗能、高污染產業的二氧化碳排放削減。

增強法規及經濟誘因，鼓勵產業界發展省能源、高效率設備及器具，以提升能源使用效率，並減少廢熱之排放。

積極發展大眾運輸系統，以達節約能源及減輕空氣污染。

擴大綠化，優先植(造)林，以增加吸收CO2。

配合蒙特婁議定書之規定，按管制期程，削減CFCs及其衍生物，並減少其他溫室效應氣體，如：CH4等之排放。

加強有關全球溫升效應之研究 ，及溫室效應氣體排放削減技術之開發。

何謂‘溫室效應’


‘溫室效應’是指地球大氣層上的一種物理特性。假若沒有大氣層，地球表面的平均溫度不會是現在 合宜的15℃，而是十分低的-18℃。這溫度上的差別是由於一類名為溫室氣體所引致，這些氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整 體的能量平衡。在現況中，地面和大氣層在整體上吸收太陽輻射後能平衡於釋放紅外線輻射到太空外(圖一)。但受到溫室氣體的 影響，大氣層吸收紅外線輻射的份量多過它釋放出到太空外，這使地球表面溫度上升，此過程可稱為‘天然的溫室效應’。但由 於人類活動釋放出大量的溫室氣體，結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上，加強了‘溫室效應’的作用。

溫室氣體種類
溫室氣體佔大氣層不足1%。其總濃度需視乎各‘源’和‘匯’的平衡結果。‘源’是指某些化學或物理過程使到溫室氣體濃 度增加，相反‘匯’是令其減少。人類的活動可直接影響各種溫室氣體的‘源’和‘匯’而因此改變了其濃度。

大氣層中主要的溫室氣體可有二氧化碳(CO2)，甲烷(CH4)，一氧化二氮(N2O)，氯氟碳 化合物(CFCs)及臭氧(O3)。大氣層中的水氣(H2O)雖然是‘天然溫室效應’的主要原因，但普遍認為它 的成份並不直接受人類活動所影響。表一顯示了一些溫室氣體的特性。