在科學界,氣候變化的原因已被研究了數十年。隨著無數的研究結果出爐,科學界逐漸形成共識:自工業革命以來,人類的活動無疑對大氣、海洋和陸地的變暖產生了重要影響。這一共識得到了全球約200個科學組織的支持。當今氣候變化的科學原理是溫室效應,這意味著溫室氣體可以讓陽光穿透大氣,進而加熱地球,但又會捕獲部分從地球表面輻射出的熱量。
隨著工業革命以來,大量的二氧化碳和甲烷等溫室氣體被釋放到大氣中。自然現象如火山噴發和太陽輻射的變化也是影響氣候的因素之一,但有關當前氣候變化的科學證據充分表明,人類活動是主要驅動力。
在氣候系統中,某些溫室氣體的濃度增加能夠顯著影響地球的輻射強迫,進而導致全球變暖。
溫室氣體的陡增不僅來自化石燃料的燃燒,還包括土地利用變化及其他如氧化亞氮的排放。這些氣體的集中與氣候的暖化之間的關係是對數關係,隨著濃度的增加,額外增加的溫室氣體所帶來的暖化效果每次都會略有減少。然而,二氧化碳的濃度近年來始終在高位,這使得它們的暖化效應依然相當強烈。
作為溫室效應的一部分,水蒸氣的濃度和地球的反射率(Albedo)會隨著濃度變化而改變,進一步加劇了氣候變化的影響。
當更多的二氧化碳被排放到大氣中,碳匯的吸收比例隨之減少。由於快速氣候變化的反饋機制,溫室氣體的暖化效果得到了加強。這種現象使得人類每排放一單位的二氧化碳所帶來的升溫,比以往更為顯著。人類活動排放的二氧化碳的部分暖化效果早已被硫氧化物的排放所掩蓋,這些硫氧化物會形成氣溶膠,導致冷卻效果。但隨著全球對酸雨和空氣污染的治理,這種掩蓋效應逐漸減弱。
外部強迫因素指的是施加在氣候系統上的外部影響。這包括自然現象如火山噴發和太陽輻射的變化,人類活動所引起的強迫則主要是改變地球大氣的組成。輻射強迫是測量這些因素如何影響地球的能量平衡的一種指標。正輻射強迫將導致地表的升溫,進而影響氣候系統的發展。
氣候反饋的作用可以增強或減弱氣候對外部強迫的反應,這種反饋機制往往是氣候系統運行的核心。
目前科學家們已經識別出多種氣候反饋機制,其中最主要的是水蒸氣反饋和冰-反射率(Albedo)反饋。隨著空氣變暖,其水蒸氣含量也會增加,而水蒸氣又是一種強效的溫室氣體,進一步助長了暖化的過程。
自工業革命以來,二氧化碳濃度的增加絕大部分源自於燃燒化石燃料以及土地利用的改變。根據報告顯示,截至2019年,二氧化碳和甲烷的濃度分別上升了約48%和160%。這些增長不僅使全球平均溫度上升,還引發了一系列連鎖反應,進一步加速了氣候變化的步伐。
據估計,人類導致的表面氣溫變暖範圍在2010至2019年間相比於1850至1900年間的變化,約為0.8°C到1.3°C之間。
此外,水域和陸地的碳匯系統也在不斷變化,過往的森林和健康的生態系統對二氧化碳的吸收速度降低,這也助長了全球暖化的不利局勢。這些變化對自然生態系統的影響是顯而易見的,尤其是在天氣模式和生物群落方面。
氣候反饋機制的運作使得全球暖化問題愈加複雜,有效的減少溫室氣體排放的措施刻不容緩。我們面對的不僅是氣候問題,更是一場牽動所有生命的全球挑戰。思考一下,作為個體我們能夠採取何種具體行動,以減緩這一不利趨勢的發展?