FUSDRG Newsletter

南華永續發展研究組簡訊


NO.2 VOL.1/1997,Feb. 28 Monthly

FUSDRG(Fokuang University Sustainable Development Research Group)

佛光大學南華管理學院永續發展研究組

負責人:陶在樸教授

地址:台灣省嘉義縣大林鎮中坑里32號

網址:http://www.nhmc.edu.tw(建構中)

E-MAIL:zaipu@nhmc.edu.tw

電話:00886-5-2720945,2721001

傳真:00886-5-2720234

本期主題:全球氣溫升高、研究〝始料未及〞的方法論

未來100年全球平均氣溫將升高1.5∼4.5℃

全世界有十多個研究中心研究和預測全球氣溫異常現象,一般的結論是下世紀氣溫升高,而且根據CO2排放量增加而形成的溫室效應,進行各種模擬模型推算。

IPCC(氣候變遷國際委員會)的預測模型具有相當代表性,根據CO2(二氧化碳)、CH4(甲烷)、N2O(氧化二氮)和CFC(氟氯碳化物)的不同變化,下世紀末全球氣溫升高可能有三種情景(scenario):(a)1.5℃,(b)2.5℃,(c)4.5℃

 

圖 1 2000年氣溫升高的不同情景

資料來源:S.H.Schneider et al.: Surprise and Global Environmental Change, CIESIN,1996

氣溫升高的一個直接結果是海平面上升,下世紀末海平面上升也有三種情景:(a)36cm,(b)45cm,(c)65cm

 

圖 2 2000年海平面升高的不同情景

資料來源:同圖1

 

18世紀的哲學家哈曼(Johann Georg Hamann, 1730-1788)有一句名言:如果你連過去尚未弄清楚,何有可能了解今日?他又說:誰能在不詳未來的條件下正確認知現況?尷尬 的事發生了,人類既對歷史的氣候了解不足,也對未來的變化知之不多,何談掌握了氣候變遷的現況。

 

 

 

全球暖化的質疑和反質疑

1995年兩位美國人對最近十多年的氣溫升高提出質疑,R.Bailey說:根據准確的氣象衛星報告,1979年以來大氣溫度實際上是變低了。S.Singer抱有相同的看法,他說:全球是否真正〝暖化〞或 者說10多年來未曾經過溫度升高,只有今天有了氣象衛星的精確數據後才有可能判斷。Bailey和Singer的〝非暖化〞言論為IPCC的系列研究報告所否定。這兩位先生的〝錯誤〞或許源於1993年華盛頓郵報(Washington Post)的一篇文章。那文章或許又由於缺少專業性知識而誤解了氣象衛星的 數據而得出〝非暖化〞推論。〔編者猜測很可能是將平流層溫度下降誤解為地球表面溫度,因為地表大氣溫度升高的一個間接證據正是平流層溫度下降〕

氣象衛星測量氣溫始於1979年,至今不足20年的歷史,用它推測全球長期氣溫變化顯然缺乏統計學支持,同時衛星所測的氣溫是大氣中間層的某種加權平均值,和地球表面溫度有所差別。可見,以為依靠衛星資料全球氣候變化的「今天與明天」便迎刃而解,似乎過於天 真。

第二類質疑者的〝非暖化〞判斷來自近十年氣溫數據的變異性(variance,即每個數據與平均數差值的平方和),在感覺上(自然也反應在數據上),1979年很熱很熱,可以說整個八十年代是本世紀最熱的十年,結果意外的過渡性和週期性變冷(1992∼1994)接踵而至並引起 Pinatubo火山爆發,這有點像數小時間的體溫變化,時而超過37℃,時而低於此數,總不致於有人說身體「發燒」一樣。

然而,就統計學立場而言,要想了解一個變數的變化趨勢必須有足夠長的時間序列,於是只好依靠傳統的地面觀察站所積累的氣象記錄作推斷。圖3便是一個世紀以來的大氣溫度平均變化,1995年高出基准線+0.4℃,1870年低於基准線-0.3℃,於是大致可以說百年來全 y氣溫升高了0.7℃。

 

圖 3 近百年來全球氣溫變化趨勢

1.以1961-1990年平均溫度為基准線

2.1995年高出基准線+0.4℃

資料來源:Hardley-centre, 1996

 

類渾沌(Chaoslike)的氣溫變化

假定來自太陽的輻射能為100個單位,其中約30%由大氣、雲層和地表面反射然後回到太空。水蒸氣、CO2、O3等大約吸收太陽輻射能的16%,雲吸收3%,剩餘的51%達 a球表面並為海洋、地表所吸收。另一方面,大氣中的各種氣體以及雲層也以紅外線方式向外輻射,能量彼此均衡。來自太陽的能量可以觀測,在太陽直射下每平方公尺大約1367W(瓦特);地球以紅外線方式輻射的能也可以測得。由能量收支均衡條件可以算出地球的平均溫度為-18.5℃,這個 溫度稱為等效黑體溫度。

地球的實際平均溫度大約+15℃,與等效溫度相差33.5℃,何故?乃因大氣中許多氣體成分具有吸收紅外線的本事而使地表熱量損失減少,改變了上述地球能量的收支狀況,這個現象被人稱為「溫室效應」(Greenhouse Effect),它像汽車的玻璃,關起來後,太陽的輻射 照樣進入,而車內的熱再也散不出,結果車內溫度升高。

許多專家認為CO2的增加是溫室效應的主要因素,1987年蘇聯和法國科學家聯合在蘇聯的南極基地Vastok採探了2000公尺的冰柱(相當於16萬年的冰雪累積厚度),冰柱在形成過程中不斷吸收空氣中的CO2,因而2000公尺冰柱中的CO2含 量就是16萬年大氣中CO2變化的素描。果然它是不斷增加的。以近200年為例CO2濃度已從270ppm增加到340ppm。盡管如此,在統計學上仍不能證明CO2導致氣溫升高,抑或氣溫升高導致CO2增加。日本學者認為地球繞太陽的橢圓軌道所呈現的周 期性變化比CO2增加能更好的解釋全球氣溫變化的週期。

其實,溫室效應並非單一的CO2增加現象,CH4,CFC的增加對溫室效應的影響正在深入研究中,特別是CFC,它的影響無疑遠遠超過CO2

更為複雜的是海洋對大氣中CO2的吸收作用以及對溫室效應的影響至今仍在「假設」階段。至於冰雪的作用也研究得不夠。人們只知道〝氣溫上升→冰雪面積減少→吸收的日照增加→氣溫上升〞這樣一個簡單的回饋原理。

這一切的一切變化都不能用線性關係作解答,事實上氣溫變化是一個非線性的預言力很低的類混沌(Chaoslike)現象,美國哥倫比亞大學教授W.S.Broecker說,我們已知的氣溫持續變化史不過10年、20年,誰敢說另一種極端的情況不會突然發生呢?

BOX 1 氣溫升高的健康與舒適效應

1995年IPCC(氣候變遷國際委員會)一個研究報告指出:氣候變化影響範圍很廣,對人類健康乃至生命多半具有不良之影響,諸如熱浪而引起心臟、呼吸系統給合症使其死亡率提高,以及瘧疾、登格熱 等蔓延。該報告認為在寒冷地區死亡率與寒冷的相關性不高。

美國史丹福大學的T.Moore最近作了完全相反的結論,他根據華盛頓D.C.和美國89個郡的統計資料分析,如果溫度提高2.5℃,全美的死亡人數每年減少4萬人,每年可節省醫療費200億美元。他用經濟學效用理論的方法分析工資、租金、效用與溫度的統計數據後得出另一 個結論,如果氣溫提高2.5℃為了這種舒適,今天的工人願意犧牲實際收入而到暖和之地,全美累計,這項〝舒適的價值〞相當於每年300到1000億美元之工資。

Moore強調他由統計回歸所得的結論只適用於中等緯度並與美國相倣的工業國,嚴格說只適用於美國,絕不適用於熱帶或貧窮國家。

事實上IPCC報告的氣溫升高對健康負作用的結論很難普遍成立,第一、氣溫即便未來升高,其分布是不均的,多半集中在緯度較高的北半球,在那裡平均溫度不高,溫升顯然不致引發熱季病,第二、平均溫度升高意味著冬季變暖,積雪減少,冰路行車的日子減低,衣服 可以適當少穿,呼吸道疾病也可減少,這些都是不言而喻的正面作用。

對Chaotic Climate 豈能掉以輕心

全球氣候變化的主流研究已經成果累累,由於人類經濟活動進入歷史的最高漲階段,因工業污氣的排放增加(主要是CO2、CFC)和農業性CH4排放的增加將使溫室效應進一 B加強;熱帶雨林的破壞,海面油污染的增加使得地球表面水陸兩大要件吸收CO2的能力減少,如此等等,下一世紀全球氣溫升高的警告並非Bailey等所謂的〝科學家的人造品〞,盡管誰也不能保證究竟它會如何變化,全球的責任是研究這個chaotic climate的多種可能過程,但 o只能適用於少數專家身上,對於更多的實用整合性研究焦點在於避免因無知而出現的始料未及事後諸葛亮的假聰明或相反的後悔莫及。

BOX 2 研究〝始料未及〞的方法論

一條平坦的路突然出現一個深不見底的坑,始料未及,周密設計的核電站忽然爆炸(1979年美國三哩島核電、1986年蘇聯車諾比核電),始料未及;工業革命和技術發展結果帶來如此煩擾人的污染問題 ,更是一種始料未及。

Faber(1994)等把〝始料未及〞(surprise)進行如下分類

必須弄清楚幾個概念之間的區別:

風險(Risk)是指一件事發生的機率(Probability)是已知的,只是不知〝這次〞是否必發生。比如你開車上路就有出車禍的風險,而且它的機率已由過去發生的頻度(Frequancy)統計所確定,保險 公司也正是根據這點而設計保險費的。又如你去Casino賭錢,輸贏的機率是已確定的,但你〝這次〞賭就有輸的風險。

不確定性(Uncertainty)與風險不同,它的機率是不知道的,,比如你是一個工廠的鄰居,這個廠不斷地排放有害氣體,濃度盡管在〝規定〞範圍內,可是天知道你一定不會受害,因為你健康受害的程度是不確定的,當然不確定性你也可以想像成機率由○到1的 U種可列事件。

無論在平面或聲像媒體上,經常看到、聽到互相予盾的說詞,記者A說〝全球暖化正在發生,如不立即採取措施後果不堪設想〞,過了幾天B又說〝並沒有明顯的證據證明全球暖化,人們不值得為一件尚不知是否發生的事化大錢〞。這些都是對全球暖化不確定性的認知反 應。

Faber等人把上開風險和不確定性列入〝始料未及〞的一種,但在更嚴格的意義上,始料未及是指後果未知全然(Outcomes Not All Know)的那些事,或者說與預期(expectation)甚為不同的事。

始料未及很大程度上取決於預期和預期被傷害的程度。可是預期可能是一群人的,某個政黨團體的,甚至某種文化的,也因此始料未及又與價值觀、利益等主觀判斷有所瓜葛。

無論〝始料未及〞如何因事因人而異,但歸根結底無知(Ignorance)是其基本層面。這個所謂的無知當分兩種情況,一種是〝后果不明的事一但露出真跡當事者願意也能夠承認〞;另一種相反,後果不明的事要是真的露出端倪,當事者不願也不能接受。前一種無知被稱 偉}放性無知(Open Ignorance),後一種被稱為封閉性無知(Closed Ignorance),科學知識、教育程度不足而形成的無知,大多是開放性無知,也比較容易減低,而屬於認識論或現象學方面的無知需要整個人類的漫長努力,這種無知的降低相對較難。利益集團、政府、社團本身的目標與可能 後果間的衝突,往往是封閉性無知的基本表現,這類無知而衍生的始料未及被稱為社會性始料未及;與此相應大多開放性無知可通過科學的手段而降低,由此衍生的始料未及就被稱為科學性的始料未及。

真實生活中的一件事之所以複雜,原因在於這件事剛剛出現就會引起社會之〝關注〞,經過媒體、利益團體、政策制定者而把〝訊號放大〞或〝縮小〞,而使〝始料未及〞落入封閉或無知的社會性始料未及,科學家所關注的科學性始料未及的研究逐漸被遺忘。