全球增溫與海平面上升

Gutenberg）計算發現，當時全球海平面平均每年上升1公厘。

目前全球海平面的上升幅度每年大約在1.2～1.5公厘之間。

若假設全球陸地穩定，但由於未來全球溫度 ... 1992年1月265期｜上一篇｜下一篇 ＃發行日期：1992、01 ＃期號：0265 ＃專欄：「全球變遷」專輯＃標題：全球增溫與海平面上升＃作者：姜善鑫 ．全球溫室效應正在增強 ．全球氣溫正在升高 ．全球海平面正在上升 ．海平面上升的影響 ．表：台灣各地氣溫增溫情形 ．圖一：1901～1987年全球的溫度距平圖（「溫度距平」係溫度與平均溫度的差值）。

．圖二：台北年平均氣溫的時間序列（「1」代表1897年）     　  全球增溫與海平面上升 世界人口有相當大的比例分布在海岸地區；全球重要的經濟活動﹑產業建設和交通設施等，也有許多在沿海地帶。

目前全球的增溫和海平面的上升已經愈來愈顯著，這主要是大氣中溫室效應氣體（如二氧化碳、甲烷、氟氯碳化物等）含量增加造成的結果。

全球增溫和海平面上升造成的影響極為深遠，這些變遷對全球經濟和社會的衝擊也是史無前例。

事實上，其災害目前正在各地形成中。

全球溫室效應正在增強 地球的溫度是地球吸收太陽短波入射和地球放射長波出射兩項輻射之差的函數。

若差值增大，則地球溫度上升；若差值減小，則地球溫度下降。

基本而言，地球自形成以來至今已有四十餘億年的歷史，其氣候乃是溫暖期與寒冷期交錯出現。

不過在整個地球歷史當中，溫暖的時期比較長。

地球若無目前的大氣層存在，根據輻射平衡理論，可以計算得到地球表面的溫度應該是－18℃。

然而目前實際觀測的結果，全球平均溫度是＋15℃。

＋15℃與－18℃之間相差33℃，這33℃的熱量究竟是怎麼形成的？ 地球的大氣層是由氮﹑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；相對而言，地球放出的輻射能卻會遭到大氣層中微量氣體的選擇吸收。

微量氣體選擇吸收輻射能後，有部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，這就是造成上述33℃溫差的原因。

大氣中因為有這些微量氣體選擇吸收地球長波輻射，並保存部分輻射能，終於使地球溫度升高，我們稱這種作用為大氣的溫室效應（atmosphericgreenhouseeffect）；會造成大氣溫室效應的氣體則稱為溫室效應氣體。

大氣中的溫室效應氣體有二十餘種，其中最重要的有水汽﹑二氧化碳﹑臭氧﹑甲烷﹑氮氧化物及氟氯碳化物（CFCs）等。

目前全球的科學家正在密切地監測它們。

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，自然大氣保存的能量也隨著增加，因而造成溫度上升。

在工業革命以前，全球大氣中的二氧化碳含量約是260ppm；1940年代，其濃度不到320ppm；1985年，夏威夷毛納羅亞火山（MaunaLoa）首先設立二氧化碳監測站，測量當時的濃度為315ppm；目前濃度已達到350ppm。

從工業革命後到今天的一百餘年間，大氣中二氧化碳含量的增加量已超過30％；目前每年的增加量更達到1.3ppm。

照目前這種趨勢，在2030年時，大氣中二氧化碳含量將超過550ppm，屆時其濃度即為工業革命時的兩倍。

若僅考慮二氧化碳一種溫室效應氣體，二氧化碳濃度增加一倍，造成的全球增溫幅度為3℃±1.5℃。

甲烷在大氣中的增加率也非常快。

工業革命以前，大氣中甲烷濃度約0.7ppm；1978年，人類開始正式觀測大氣中的甲烷，當時測得濃度為1.51ppm；目前濃度已達到1.72ppm。

現在大氣中的甲烷每年的平均增加量為0.015ppm。

若依目前的成長趨勢，預計2030年時，大氣中的甲烷量將為2.34ppm，這是工業革命時的3.3倍。

氮氧化物（以一氧化二氮最重要）在大氣中的增加率也非常快，目前我們對它的認識還很有限。

1975年時，大氣中一氧化二氮的濃度為291ppb，1985年時上升到302ppb，1990年時再上升到310ppb。

在這短短的十五年當中，其濃度即增加了6.5％。

照目前的成長趨勢，估計在2030年時，大氣中一氧化二氮的濃度將達375ppb，這是1975年時的1.3倍。

大氣中的氟氯碳化物在過去十年中增加的也非常快，現在每年的增加率為4％。

國際有識之士為了減緩溫室效應，並保護地球上空的臭氧層，因而在1987年簽訂「蒙特婁公約」，規定在本世紀結束時，氟氯碳化物的生產及消費量要控制到1986年的50％。

全球氣溫正在升高 大氣中因為溫室效應氣體一直持續增加，所以全球的溫室效應亦一直增強，因而全球的平均溫度也日益升高。

圖一是全球1901～1987年的地表平均氣溫圖。

由圖可知1940年以前，全球平均氣溫低於平均值；1970年後，全球平均氣溫持續上升。

就整個氣溫時間序列而言，從1901～1987年，全球平均氣溫上升了0.6～0.7℃。

圖二是台北的氣溫觀測紀錄。

台北氣溫觀測始於1896年，迄今已有95年的連續觀測紀錄。

從圖二曲線可知，台北氣溫也一直在持續上升。

台北1896～1926年的平均氣溫為21.62℃，1927～1956年為22.0℃，1957年迄今為22.37℃。

由此可知台北過去九十餘年的平均氣溫上升了O.75℃。

除台北外，台灣其他測站的氣溫也都是上升的現象。

下表即是各測站氣溫上升的情形，若將上述各測站平均，即可得知全台灣地區過去九十餘年的平均氣溫上升了0.71℃。

中國大陸從1950年代以來，許多地方也發生增溫現象。

在過去四十餘年，北京市溫度升高了0.88℃；上海市升高0.23℃；黑龍江地區升高0.77℃；內蒙古地區升高0.83℃；山東省升高0.50℃；新疆地區升高0.59℃。

全球海平面正在上升 全球平均溫度增高，將導致全球平均海平面升高。

一地的海平面變化，主要是指該地海洋或陸地或兩者同時的上升或下降運動。

若全球陸地相當穩定，只有海平面的升或降，這種變化稱為「全球水動型海平面變化」（eustatic change）；若全球海平面相當穩定，由於陸地的變動，造成相對的海平面升或降，這種變化稱為「大地構造型海平面變化」（tectonic change）。

全球水動型海平面變化是全球尺度的變化；大地構造型的海平面變化屬局部區域性的變化。

若只考察某一地方的海平面升或降，則很難判別該地的升降運動是全球性抑或區域性的海平面變化。

造成全球性海平面變化的主要原因包括： 一、全球冰川的增加或消融； 二、陸地上湖泊水體的增加或消失； 三、海盆面積（或體積）的改變； 四、海底沈積物的增多或減少。

造成一個地方地域性海平面變化的因子包括： 一、全球性的海平面變化； 二、大地構造的陸地上升或下沈運動； 三、地震或火山的作用； 四、岩層本身壓實的下沈現象； 五、氣候的波動，如恩索現象（ENSO）； 六、人為的地盤下陷。

根據地質調查，目前科學家已經發現，在上個冰河時代（約1萬5千年前）時，全球平均海平面比今天低100～150公尺。

冰河時代結束後，全球平均海平面迅速上升，一直到6千年前為止。

從6千年前開始，全球的海平面變化已變得相當小，在這6千年間，海平面的波動幅度僅在數公尺之間。

二十世紀以來，科學家根據世界各地潮位站的紀錄，發現世界各地的相對海平面大致呈穩定上升現象。

1941年，顧登堡（B.Gutenberg）計算發現，當時全球海平面平均每年上升1公厘。

目前全球海平面的上升幅度每年大約在1.2～1.5公厘之間。

若假設全球陸地穩定，但由於未來全球溫度還在上升，地表冰川因而會消融，這樣會造成全球水量增加，導致全球水動型海平面上升。

要估算未來海平面上升的幅度，必須考慮下列四項因子： 一、海洋水熱膨脹的情形； 二、山岳冰川的消融情形； 三、格陵蘭冰川的消融情形； 四、南極大陸冰川的崩潰情形。

芮維勒（R.Revelle）假設2100年時全球增溫為3～4℃，且南極大陸冰川不會減小，在這樣的情況下，他計算得到的結果是：海水因熱膨會升高30公分；高山冰川的融解導致海平面上升12公分；格陵蘭冰川的融解造成海平面上升12公分；其他因子所造成的海平面上升為16公分；因而總上升量是70公分，其中誤差約為25％。

霍夫曼（J.S.Hoffman）也計算過海平面的上升情形，得到的結果是：2100年時，因熱膨脹而使海平面上升28～83公分；高山冰川的融解上升12～37公分；格陵蘭冰川的融解上升6～27公分；南極大陸冰川融解使海平面上升12～220公分；其總上升量為57～368公分。

美國麻州烏茲霍爾海洋研究院（WoodsHole OceangraphicInstitute）亦估算過全球海平面的上升情形，在不考慮局部地方的地盤下陷情形下，全球海平面在2100年時的上升量為28～217公分。

綜合以上所述，可知海平面的上升因計算者而有些許差異，但所有學者都同意未來的海平面一直會持續上升，上升的大小則與全球的增溫幅度密切相關，而增溫幅度又與大氣溫室效應的強弱有關。

海平面上升的影響 全球海平面上升，將對人類產生空前巨大影響。

首先海平面上升將會造成現在海岸線的後退，因而導致許多陸地消失（其實是被海水淹沒掉），尤其是大河口的三角洲及低平的海岸平原地帶最嚴重。

這些低平的肥沃地區，通常又是人口稠密和工商業發達的地區，例如埃及的尼羅河三角洲、孟加拉共和國的恆河和布拉馬普德拉河的聯合三角洲、美國的密西西比河三角洲、中國的長江三角洲及珠江三角洲等。

沿海低地及三角洲的沈沒，將使原來居住其地的居民流離失所，若政府處置不當，將使這些人民變成洪水難民，因而可能導致社會、經濟或政治的動盪不安。

海水淹沒沿海低地和三角洲後，鹽水還會入侵內陸，使原來肥沃的農地土壤鹽化，造成農業和耕地嚴重損失。

當海水侵入內陸的地下含水層後，更會污染日漸不足的淡水資源。

海水上升還會打破現在已經達到平衡的海岸剖面，促使海岸侵蝕作用加強。

根據布倫（P.Bruun）法則，在砂質海岸地帶，海平面每上升1公分，海岸將因受到侵蝕而後退1公尺以上。

海岸後退又會破壞現有的海岸工程防護措施，因而使得其建造及維護成本增加，這將是非常巨大的財政負擔。

海平面上升還會增加洪水的次數，使沿海地區的洪災更為嚴重。

此外，海平面上升也將破壞現有的魚塭和鹽田，而且現有的紅樹林也難逃淹沒命運。

全球增溫和海平面上升已是不可避免的環境災害，它對我們人類即將造成史無前例的衝擊，我們怎可忽視？如果我們今天還不設法尋求解決之道，那麼等到2100年時，我們就會發現那時地理學家所繪製的世界全圖，與今天所見的世界全圖相比，地球已經經歷了一場巨大變遷。

姜善鑫任教於台灣大學地理系；本刊總編輯     　 　 　 回到最上面 　 科學月刊全文資料庫 最佳瀏覽解析度800*600，請使用IE4.0以上版本的瀏覽器 科學月刊雜誌社．金台灣資訊事業有限公司．圖龍文化事業股份有限公司版權所有 Copyright2000ScienceMonthlyandKing-TaiwanInformationTechnologyInc. AllRightsReserved.