地球內科急診

衛生促進協會與科工館合作舉辦的健康科學大師在科工系列講座，今年5月26日請到了中研院環境變遷研究中心特聘研究員王寶貫主任來為大家講「地球內科急診—漫談氣候變遷對人類社會的衝擊」。

雖然對於氣候變遷大家覺得很熟悉，但其實這是個複雜的系統問題，惟有對其相關因素有正確的了解，才有可能找到解決方法；而如果放任不管的話，恐怕會對社會造成莫大的衝擊，那將可能不是我們所能承受的。王寶貫就是從各方面的客觀資料來做科學分析，讓我們了解氣候變遷會對社會產生什麼影響，同時也說明地球現在慢性病已經到了要掛急診的地步，我們該怎麼開立處方並一起加速行動。

王寶貫2013年才受邀請回臺灣在中研院從事研究，而過去三十多年的時間他都在美國的威斯康新州立大學擔任教授，研究主題包括了雲物理動力學、氣溶膠物理化學、氣候史與地球物理現象等領域。多年來他還寫過數十篇科普文章甚至還出過幾本科普書籍，有的還得獎。他雖然去國三、四十年，但中文能力仍然相當好，用中文寫作、演講都不成問題。不只如此，他的國學造詣也很好，他說這是從小聽他父親講解而有深刻印象，但他父親並非學校老師，而是一位工廠老闆。他因為幼年失學覺得沒機會念書很可惜，後來有機會念書瞭解了，便會想跟別人分享。王寶貫小時候就看到父親晚上下工後把工人召集過來講解四書，當時可能那些工人會引以為苦，但他覺得自己是最大的受益者，至今他四書還能用臺語流利地背誦，對古文具有高於一般的閱讀理解能力。

威斯康新州是個寒冷的地方，在王寶貫印象中冬天曾經冷到零下30℃，大學旁邊有個湖在冬天會結冰，冰厚到可以直接在上面行走、溜冰，不過已往湖水結冰的時間長達三個月，現在則僅有一個月，這也呼應了全球暖化的現象。

暖化不只是現在才有，在威斯康辛州常可見到巨大的石塊散佈其間，重達數噸，從岩石成分來看，那些石塊來自北方的加拿大。為何會有這些石塊零散分布？科學家相信，那是古代冰河所帶過來，現在因為全球暖化而導致冰河溶解，石塊就地散落，就造成特殊的景象。因此這也是全球暖化的一項證據，不過這兒的時間尺度拉長到數千、乃至數萬年前。

有人消遣說，當時舊石器時代的人知道了說不定會自責說，都是我們開始用火，造成了全球暖化！讓人聽了不由得會心一笑。

氣候變化會影響社會嗎？

氣候的變化跟社會有關係嗎？

這方面的研究需要看長時間的記錄，哪裏去找長時間的可靠資訊呢？

王寶貫基於自己良好的國學底子，因此從中國古代文獻中去找資料，但如何尋找目標呢？他印象中自己父親每次聽到冬天打雷就說那是「妖」，很不好。他帶著這個疑問去念書、問老師，沒有人能給他一個滿意的答覆。

等到1978年他自己可以作研究的時候，他設定從文獻中去找「冬雷」的訊息，發現古代史書真的會對這個現象有特別的記載，顯然中國人認為冬天打雷很不正常。於是他就從兩千多年前的文獻開始，一筆一筆的找出來與冬雷相關的可靠史料，從資料中可以看到漢朝冬雷不多，但三國的冬雷就多了，接下來魏晉南北朝那一大段時間冬雷都很多，而到了隋唐就真的很少冬雷，接下來五代十國又開始增加，宋朝普通，然而明清則又增加。

這個數量的統計配合竺可楨這位民國初年的氣象學家從物候資料重建中國的溫度序列，兩相對照則發現，冬雷多的時候氣溫低，冬雷少的時候氣溫高，因此這跟生存環境非常相關。還有人作了戰爭次數的統計，這就跟冬雷的次數的多寡完全吻合。可見得氣候的因素會影響到社會、經濟、政治，而幾個治世都發生在氣候比較好的情況。

而明朝末年為什麼那麼亂？李自成、張獻忠起來造反，因為那時溫度低，收成差，人民吃不飽，因此就會起來作亂。那時候不只中國溫度低，歐洲也很冷，因此葡萄收成不好，酒自然也不好，當時也有很多奇怪的現象。可見得那時候全球都籠罩在低溫當中，現在我們稱之為「小冰期」。

工業革命加速了全球暖化

既然在人類工業文明出現之前就已經開始有氣候變遷的現象，可見得這是地球自然會出現的情況，甚至暖化也不見得不好，為何我們要對人類的工業文明大加撻伐，希望降低各項產業與生活中的排碳量呢？

現在就先讓我們來認識氣候變遷的因素。

地球的能量超過九成以上都是來自太陽，如果能量的收入與支出相等，那就會維持平衡。支出有哪些呢？包括表面反射（30%，主要是雲和地表），以及地表熱輻射（70%）。然而地表輻射不見得會直接出去，因為地球大氣中有許多氣體對可見光而言是透明，讓能量進來，但是對地表輻射的紅外線則是不透明，因此會擋下來，這就是溫室效應。會有溫室作用的氣體包括了水氣、二氧化碳、甲烷等。如果地球沒有溫室氣體的話，根據地球與太陽的平均距離來看，溫度應該只有零下18℃，但因為原始火山噴出的大氣中有大量的水氣、二氧化碳等溫室氣體，使得地球變溫暖，而這溫度恰好使水可以用液態形式呈現，因此地表就有廣大的海洋，而大量的二氧化碳也溶解其中，之後生物也加進來，慢慢地球成為我們熟知的現代風貌，目前地球的平均溫度是15℃。如果收入與支出的任何一個因素有點變化，那就會造成氣候變遷。

想看看有那些因素會有變化呢？

太陽？

雖然從天文的角度來說這也有可能，不過那所涉及的時間尺度太大了，不是我們這兒所要談的重點，就先略過。

再來是地球到太陽的軌道，地球自轉的傾角，這也都會影響到太陽能量盡來的多少。地球繞太陽的軌道是橢圓形，對北半球現在而言，冬天的時候是在近日點，因此這對我們的溫度有點平衡的作用，但是在九千年前北半球的冬天剛好在遠日點，因此那時對北半球的人而言寒暑的溫差會比現在大一點，不過那也就差不多是相當於現在南半球的人情況吧！

不過那時候還有一個情況是地球自轉的傾角略大，南北迴歸線的緯度較高，導致夏天會比較熱，那冬天比較冷又可以平均回來了吧！

然而夏天比較熱，海洋中溶解的二氧化碳會較少，此時空氣中的水氣增加、二氧化碳增加，這造成溫室效應增大，整體效應而言就是促使上一個冰河時期結束，地球慢慢變暖。

既然地球溫度本身自然就會有變化，那對於目前的全球暖化是不是也不用太擔心？答案是否定的。

雖然地球溫度自然就會有變化，但那種變化是緩慢進行，生物可以慢慢調節適應。但是現在的變化則可以看到是人類進入工業生產之後大幅增加了溫室氣體的量，在短短幾年之間整個地球溫度快速增加，照這樣下去恐怕會超過生物能夠容忍調節適應的極限，因此才會令人憂心這會超過一個失衡發展的不歸路：地球越來越熱，導致空氣中的水氣、二氧化碳越來越多，這導致溫室效應越來越強，地球越來越熱……形成一個惡性循環，無法回頭。

付諸行動要靠大家

那該如何來做呢？

國際間有許多協定希望邀請大家一起抑制排碳量，目標是讓地球到2100年升溫還能限制在2℃以內。然而這與各國的經濟發展相違背，因此1997年的京都議定書並不成功，2015另起的巴黎協定則要各國自己提標準。臺灣在二氧化碳的排放量，不管是看總量還是個人平均，都是大國，有很大的改善空間。而我們雖然不是聯合國的會員國，但為了融入社會，善盡國際義務，也承諾會自訂標準、願意達成。

然而如果把各國所承諾的減碳量都輸入到氣候模式當中將會發現，地球在2100年升溫還是會超過2℃，甚至達到3℃，超過所設定的目標。既然目標沒辦法達成，那就不管它好了，可以嗎？

如果完全不管，地球的平均溫度則會上升6℃，這將更令人無法接受，還是一起來為子孫想想怎麼來過低碳的生活協助地球降溫。

不過有的事情比我們想像的複雜，譬如說減少機車的碳排放，那就改騎電動車好了。但電動車的電是哪裡來？如果電廠仍然是燒煤，那排碳的問題不見得能減少，可能就該改用天然氣會比較好。

不過有的則很簡單，第二屆唐獎永續發展獎得主羅森費爾德（Arthur H. Rosenfeld）則從能量的輸入平衡觀念來思考，希望能增加日光的反射量，因而提出把屋頂刷白就可降溫的想法，期能減少使用冷氣的需求，降低用電量。

可能會有人覺得反射出去的熱會讓周遭環境變得更熱，但屋頂主要是把可見光反射到太空當中，因此並不會增加環境的熱。王寶貫還特別解釋，空氣對可見光而言是透明的，這代表太陽光能量最高的那個波段穿過大氣的時候不會被吸收；然而地表是不透明的，這就會吸收光轉換成為熱，因此在地表10公里附近的熱源是地面，所以在這範圍內距離地面越高之處，溫度會越低，因此有「高處不勝寒」的感覺，而非直觀的以為越靠近太陽應該溫度越高。

地球的溫室效應則是在空氣中有些氣體對可見光雖然是透明讓它穿過，但是對於地球輻射出的紅外線則是不透明的，將原本要往外輻射出的熱攔了下來，因此會造成地表溫度升高。

現在提倡屋頂選用白色的，就是把多數的能量反射回去，吸收較少的熱量，可以有效降溫。這項政策在2005年於美國加州採用，甚至成為建築法規，果然可以讓房間溫度降好幾度，效果非常顯著，也讓加州在節能方面產生很大的成效。

因此想要節能減碳，不一定要花大錢，重點是要了解原因，針對那去想辦法。王寶貫目前正在融合現今所知道的相關理論並根據臺灣目前的情況，幫政府擬定一個深度減碳政策，希望能藉由這樣來讓我們融入國際，也協助國內產業轉型、社會轉型。

為學日益，為道日損

對於自己縱貫古今的研究，王寶貫回歸到老子的一句話「為學日益，為道日損」來看。他對此有自己獨特的見解，認為這在談的正是像科學，應用（學）可以有很多（益），但是理論（道）則要越簡單越好（損）。他覺得想要解決氣候變遷的問題，需要回歸到那簡單而基礎的道（地球能量的收支平衡）來看，才能找到方法，而其應用則會非常多元，影響會非常地大。

面對未來，似乎很難樂觀的起來，但科技的發展往往會帶來未知且難以想像的成效，我們還是要盡量去努力實踐。