作者-柯瑞文 -FindBook 找書網

讓我們來泡個澡吧！

如果你曾試圖瞭解世界末日發生的原因，你大概會跟我一樣，被一大堆名詞搞得頭昏眼花。舉例來說，當問到行動策略的目標是啥，你可能會聽到同一批蛋頭學者說「濃度要在百萬之三百五十（ppm）以下」，有時又說「攝氏1度」，不然就是說「2050年之前減少80%的排放量」。這就像在同一張數據表裡，一下用英制，一下換成公制。對於熟悉度量衡的人來說，這當然沒問題，但卻讓我們頭痛得要命，只想趕緊逃開。

為了瞭解氣候系統中的反饋機制如何運作，如何讓些微的溫度變化造成全球氣候減穩，我們必須仔細研究氣候系統的運作方式。就讓我們從澡盆開始這趟探索之旅吧。

首先，把地球的大氣層想像是一個澡盆，裡頭的水就是二氧化碳，這當然是過度簡化的比喻（老天爺呀，我居然還真的畫了一個澡盆，請看中文版），但卻是瞭解這個限制底線的好開場。

地球澡盆

澡盆底下有個排水孔，同時也有進水的水龍頭。如果水龍頭進水的速率比排水快，水位就會慢慢上升；如果進水的速率比排水慢，水位就會慢慢下降；如果兩者速率相同，水位就維持不變。

水龍頭的轉把決定水流的速率，而我們握有控制轉把的能力。如果我們用力轉開水龍頭，水流進澡盆的流速就會加速，水位自然就上升。

如果在此同時，排水孔剛好阻塞住，排水速率減緩，已經逐漸上升的水位又會繼續上升。如果我們希望看到水位上升得更快，只要將水龍頭轉得更大——這就是我們目前的處境了，進水量很大！

如果希望穩住水位，讓它至少維持在同一水平面，我們就得將水龍頭關小一點，好讓進水量等於出水量。如果我們真的急著要降低水位，那就應當把水龍頭關緊，同時把排水孔挖大一點，好讓出水量大於進水量。

好啦，泡完澡有沒讓你覺得神清氣爽一些？不過，我們還是得再蹚一下專業術語的渾水，才能進一步瞭解碳排放量的議題。你還是可以運用這個澡盆的概念，來幫助你理解。

碳含量

我們先繼續假設澡盆裡的水代表大氣中的二氧化碳，澡盆中的水位高度就代表碳含量（carbon level）或大氣中的含碳濃度（atmospheric concentration of carbon），也就是指空氣中有多少碳。碳含量愈高，代表全球平均溫度愈高，這也是一直驅動整個暖化爭議的論點。在150年前工業革命開始之初，大氣中的碳含量大約是280ppm（也就是0.028%的另一種寫法），2009年的碳含量則大約是388ppm，而且還以每年增加2ppm的速率增加（以前是每年增加1ppm），主要是因為全球的經濟和人口都是以指數成長的方式增加。

碳壑

澡盆裡的排水孔，代表將大氣中的碳移除，例如二氧化碳溶解在海洋中，或是被樹木吸收。我們將這些機制稱為碳壑（carbon sink），這個過程又可稱為碳固存。碳固存是大自然的一種過程，但我們也能主動加速它的過程，最簡單的方式就是種植很多樹。隨著暖化爭議的發展，我想你應該聽到愈來愈多更為積極及高科技的做法，例如將二氧化碳用高壓打入地底下儲存、將樹木炭化後埋進地底、滋養浮游植物之類的方式。

碳排放

水龍頭代表排放二氧化碳進入大氣的人類活動（主要是燃燒化石燃料），而我們是具有掌控能力的。水龍頭的流量以每年的碳排放量為計算基礎，也就是我們每年從地面傳輸多少碳至空氣中，計量單位為每年排放多少十億噸的碳（GtC/yr）。

我從1990年代初期開始關心這個議題，當時的碳排放量是6 GtC/yr，到了2009年則上漲至10 GtC/yr。讓水龍頭愈開愈大的主因，就是呈現指數成長的全球經濟和人口，所以你可能會聽過「每年增加3%的碳排放量」（也就是澡盆進水量每年增加3%），這是我早先曾提過的現況。

自然界也有大量的碳排放和碳壑現象，但因為兩者之間互相抵消，所以我沒有含括在我們討論的範圍內。舉例來說，你有時會聽到「海洋排放二氧化碳的量是人類的10倍」，但海洋同時也會吸收同等的量，所以不會影響到大氣中碳含量的變化。

排碳控制

如果按照現行的排碳模式（來自燃燒化石燃料、穩定的經濟成長、典型的人口成長），大氣中的碳含量將在2100年達到900ppm，如果比對一下澡盆邊標注的排放量，這個數字看起來似乎不太合理。碳含量在過去150年內從280ppm成長到2009年的388ppm，我們怎麼可能在未來90年內達到900ppm呢？

就我觀察的結果來看，因為現行的排碳模式是根基於指數成長的經濟模式和人口成長，代表水龍頭的進水量不是固定的，實際上是愈流愈快，再加上排水量持續縮減（因為森林砍伐、海洋吸收二氧化碳的溶解度降低、海平面上層提供給浮游植物的養分減少——這些等會兒都會逐一說明），所以預測澡盆裡的碳含量將以破錶的速率，在未來幾十年內上漲，並沒有不合理之處。

你可能聽暖化論者說過，上一次地球大氣中的碳含量超過500ppm，已經是3億年前的事了。

所以，如果你是一位暖化論者，你非常擔心澡盆裡的水位太高，這時候你該怎麼辦？你沒辦法爬出來，因為這是唯一的澡盆，所以你會試著把水龍頭關小一點，而不是讓水一直愈流愈快（這真的很難，因為這得靠委員會決定）；然後，你也會試著把排水孔清乾淨一點，好讓水排得快一點；然後，你又會回頭再把水龍頭關小一點，因為進水量還是不少（還好已經不再愈流愈快了，感謝老天爺）。

你花了不少心力把水龍頭關得更小，減緩進水速率，好讓進水量再次符合排水量，才能穩定水位（雖然它還是維持在百萬年來的最高水位）。所以你終於可以放鬆了嗎？

暖化論者說：不行。因為他們發現一些新的線索，讓他們真的很惶恐。（啊！那真的是很嚴重的打擊，他們到底有沒有快樂過啊？）想知道是什麼新線索嗎？那就繼續讀下去。

氣候系統中的幾個反饋迴路

我們已經知道氣候是一個複雜系統，而且系統中的反饋迴路，可能會帶來龐大且無法預期的改變。為了讓你瞭解這些暖化論者為什麼會有歇斯底里的恐懼，我們就先來認識一下全球氣候系統中幾個特定的反饋迴路，這些迴路全都肇因於大氣中二氧化碳的增加，而且最終還會產生更多二氧化碳到大氣之中，繼續反饋給迴路。

浮游植物減少

浮游植物是世界上最小的植物，生存在海洋的最表層，就像陸地的植物一樣，它吸收大氣中大量的二氧化碳，利用碳來建造自己的小枝幹。一旦海水表面的溫度上升一點點，就會減少上升流從深海帶給表層的養分，導致浮游植物減少。浮游植物減少，就代表大氣中愈少的二氧化碳被吸收，因而導向一個反饋迴路的現象。

森林死亡

森林也和浮游植物扮演一樣的反饋機制。區域氣候移動可能導致森林突然死亡，然後突然引發大規模的森林大火。我們不只是少了一大片森林，也少了一大片可以吸收碳的碳壑。

除此之外，當大片森林燃燒時，又釋放出更多的碳到大氣裡，雪上加霜。所以不只是森林停止吸收碳，還釋放出更多的碳，這也是為何大家反對雨林砍伐或焚林。

反照效應

閃亮潔白的冰層會反射陽光，這就是反照效應（albedo effect，這也是albedo這個字詞的含意——有多少陽光給反射回到太空裡）。當溫度上升時，冰層會融化一點，所以反射較少的陽光，愈多的陽光被冰層底下黑色的岩石或水吸收，這又讓溫度上升，開始了反饋迴路和加速的過程。

甲烷槍

甲烷是一種威力比二氧化碳更猛的溫室效應氣體。目前有一大堆的甲烷給困在海洋深處，以一種與海水結凍成塊狀的「水合物」型態存在。當海水溫度上升時，這些甲烷化合物就會稍微融化一些，釋放出甲烷至空氣中。接下來的循環過程，我想你已經猜得到了。

目前有合理的證據顯示，這樣的反饋機制曾經在達到某個關卡之後，甲烷就突然大量釋放，因此這樣的現象才被形容為甲烷槍（methane gun）。在生物史的某一次大滅絕事件中，這個現象很可能扮演重要的角色。

海洋輸送帶停擺

海洋的表層會吸收大氣中的二氧化碳（包括溶解於海水中，一部分則被浮游植物吸收做為枝幹），再經由海洋輸送帶將表層的水送到北大西洋的海底深處，有效的固存碳原子。

當溫暖的氣候融化更多的冰層，增加北大西洋的淡水量，因為淡水的密度較小，所以就減緩向海底運輸海水的速率，減少二氧化碳被固存的量，讓更多二氧化碳的排放量繼續停留在大氣中，導致溫度上升，又再進入反饋迴路。

這正是格陵蘭發生的一部分故事——不只是因為冰層融解導致海平面上升，冰層融化釋放大量的淡水，正好嚴重影響到海洋輸送帶的傳輸。一旦輸送帶完全停止，我們將目睹一次氣候大翻轉。根據歷史資料記載，歐洲曾在一萬四千年前進入小型冰河期，有可能是肇因於輸送帶突然停止，史上稱為新仙女木期（Younger Dryas）。

冰層不穩定

冰河實際上就是結冰層緩慢的流動，慢慢流向大海。當冰河流動得愈快，愈多的冰層掉入海水中融化，觸發前述兩種反饋迴路的發生，也就是反照效應和造成海洋輸送帶停止的格陵蘭案例。上升的溫度促使冰河流動得更快，啟動了反饋迴路。

冰河融化的特殊現象已經多次震驚科學界，因為科學家發現冰河融化的速率比預期快很多。例如已存在1萬2千年的拉森B冰棚（Larsen B ice shelf），在2002年的某幾週之內突然消失不見，當時嚇得冰河地質學家都啞口無言。

除了知道冰河融化的速率比我們預期的快，我們對於冰河生成、流動與融化的過程幾乎一無所知，這也是為何氣候模擬沒有探討到冰層不穩定的問題。

永凍土融化

上升的溫度促使冷凍的泥炭沼澤和其他永凍土融化，又讓死去的植物繼續腐爛。腐爛的泥炭會同時釋放二氧化碳和甲烷，啟動反饋迴路。

因為極圈的暖化速率比其他地方快，使得所有與冰層融化有關的反饋迴路（甲烷槍、冰層不穩定、反照效應、海洋輸送帶和永凍土），對溫度上升的反應更為敏感。

升溫的海水，溶解不了太多二氧化碳！

如果將一杯自來水放在室溫下過夜，隔天清晨會看到許多氣泡附著在杯子內緣，這是因為杯內的水溫上升，能夠溶解的氣體變少。

海洋是一個巨大的碳壑，因為二氧化碳能夠溶解於海水中，但是當海水溫度上升，能夠溶解的氣體量就變少，代表大氣中留有更多的二氧化碳，繼續觸發反饋迴路。