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全球暖化氣體濃度越警戒線

2013/5/15 — 9:00

Samantha Stevenson / flickr

Samantha Stevenson / flickr

5月9日 (2013),夏威夷 Mauna Loa 空氣監測站首次錄得突破 400ppm 的二氧化碳 (CO2) 濃度全日平均值。地球大氣 CO2 上一次有此高濃度,是三百萬多年前的中新世 (middle Pliocene),當時全球氣溫比現在高出 2-3°C,海面高出 25cm。最新的北極沉積土鑽探研究,更顯示當時的北極,氣溫更比現今高出 8°C,沒有全年不融的冰冠及有樹林。

氣候學家已證實,人類活動令二氣化碳 (CO2) 濃度在過去數十年不斷上升,導致全球溫升。CO2 濃度在上世紀80年代後期超越第一度警戒線 (350ppm),今日更超越 400ppm,接近被公認為不可接受的 450ppm 最後防線。人類正面臨前所未有的氣候變化威脅。

400ppm CO2

Mauna Loa 空氣監測站由美國地理學家 Charles David Keeling 於1958年成立,2005年過身後由大氣科學家兒子 Ralph Keeling 繼承,每日監測 CO2 濃度。這裡位於偏遠火山區,遠離主要 CO2 來源,Keeling 父子薪伙相傳的 CO2 濃度數據為全球最長期不斷的紀錄,能代表全球大氣狀況。

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Charles Keeling 55年前首次量度的 CO2 濃度,只有313 ppm (parts per million 百萬分之一), 2000 年也只是 360 ppm 。可見大氣的二氧化碳含量隨著全球經濟活動一起不斷上升(見下圖 “Keeling Curve"),改變整個地球的生態環境,亦是加劇全球暖化的主因。

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Source: NOAA
Credit: Andrew Prince and Alyson Hurt / NPR

Source: NOAA
Credit: Andrew Prince and Alyson Hurt / NPR

 

400ppm 心理關口,並非臨界點

400ppm 只是人類的心理關口,如千禧年等日子,見証地球終於進入一個新時代,並非地球能承受的二氧化碳濃度臨界點。然而,有部份科學家擔心,CO2 濃度早已超越臨界點,後果不堪設想。

Of course there’s no real planetary threshold at 400. It’s a psychological threshold. It's like one of these milestones, like the change of a millennium. You know you're going to get there ... but you always think of it as being off into the future. And now, here we are, moving into what feels like another era.

三百萬年前的地球,曾越 400ppm

面對嚴峻的全球溫升危機,科學家「回到過去」尋找預測未來的線索。

一群科學家用了數年時間,在俄國北極圈以北六十英哩的 El’gygytgyn 湖底進行深層鑽深,收集得三百多萬年連綿不斷,沒有受冰川破壞的沉積凍土進行分析。關於最近280萬年的研究結果,去年已公佈(上為發佈會短片) [1]。220-350萬年前期間的發現則於 400ppm 消息公佈同一天在 Science 科學期刋發表。

研究指出,350萬年前,大氣二氧化碳含量亦在 400ppm 上下,北極氣溫卻比現在高出近8°C(當時地球平均氣溫「只」比現時高出2-3°C)。而沉積土中的花粉與植物含量顯示,當時的北極地區溫暖及有樹林,極有可能全年不結冰。其中一位研究員 Julie Brigham-Grette 說:

If you have a forested Arctic with five different kinds of pine trees ... you can't really have perennial sea ice at the same time。

北極氣溫將會「從後趕上」

大氣中的 CO2 濃度是氣溫的決定性因素。Brigham-Grette 指地球系統是遲鈍的,大氣層與海洋需要一段時間,才會對二氧化碳濃度上升有反應:

The Earth's system is kind of sluggish beast. It takes a while for the ocean and atmosphere to respond to this rapid rise in carbon dioxide.

另一位科學家 Martin Melles 表示如果 CO2 濃度同是 400ppm 上下,三百萬年的北極比現在高出近8°C,今天的北極很可能處於不平衡狀態,恐怕今後將會加速升溫。過去幾年不斷創新低的夏季冰量,可能將會回到三百萬年 前的景況,徹底消失。而全球氣候,亦隨之急劇地起變化:

This suggests to me that the Arctic today is not in equilibrium with the greenhouse gas settings, meaning that we have to expect significant increases in [Arctic] temperature and precipitation even if the level of greenhouse gases keeps constant. The Arctic may eventually catach up to the changes today's rapid CO2 emissions are setting in motion.

伸延閱讀

  1. 氣候科學家普遍認為,350ppm 才是安全上限。詳看,著名美國太空總署工程師,多次為環保運動進行公民抗命行動的 James Hansen 所創辦的網站: 350.org
  2. 450ppm CO2 濃度,是目前多數國際組織承認的上限,如能保持不超過,可望2100年前,相對工業前期的全球溫升將不會高2°C。不過,很多氣候學者認為這是很危險及誤導的想法: Why 450ppm is not safe?

參考

註:北極鑽探研究報告
[1] Melles, M., Brigham-Grette, J. & et. al. (2012). 2.8 Million Years of Arctic Climate Change from Lake El'gygytgyn, NE Russia. Science. June 21, 2013.
[2] Julie Brigham-Grette, et al, Pliocene Warmth, Polar Amplification, and Stepped Pleistocene Cooling Recorded in NE Arctic Russia, Scienc. May 9, 2013. -ac/tc

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