氣候變化

气候变化：为什么地球越来越热？

闷热的夏夜、正在融化的北极冰、猛烈的暴雨——这些都与气候变化有关。在本课题中，你会学习某些气体如何令地球保持温暖、人类活动如何干扰大自然的平衡、证据显示了什么，以及我们可以怎样应对。这个课题亦与初中地理科相关。

1. 快速重温：二氧化碳和氧的平衡

正如你在《二氧化碳和氧于自然界中的平衡》一章所学，光合作用吸收二氧化碳（CO2）并释放氧（O2），而呼吸作用则刚好相反。数千年来，这两个过程大致互相平衡，所以空气中的二氧化碳含量一直相当稳定。二氧化碳只占空气的极小部分（现时约 0.04%），但它非常重要。

重点总结：光合作用移除二氧化碳，呼吸作用把它加回空气中，维持自然界的平衡。

2. 温室效应

温室气体

温室气体是能够吸收热能并再发射热能的气体，会把部分热能送回地球表面。二氧化碳是其中一种温室气体。其他温室气体包括甲烷（CH4）、水汽和一氧化二氮（N2O）。占空气约 99% 的氮和氧并不是温室气体。

温室效应如何运作

1. 阳光穿过大气层，令陆地和海洋变暖。
2. 变暖的地球表面向太空发出热能（肉眼看不见的红外辐射）。
3. 温室气体吸收部分热能，再向四方八面再发射，所以部分热能会回到地球表面。
4. 地球因此比没有温室气体时更温暖，这就是温室效应。

比喻：温室气体就像寒夜里的被子。被子本身不会产生热，但能减慢热能散失。记忆口诀——“入、出、返”：阳光射“入”，热能想走“出”去，温室气体把部分热能送“返”地面。

你知道吗？

如果没有自然的温室效应，地球表面的平均温度会是约 −18 °C，而不是约 15 °C——对大部分生物来说太冷了！温室效应本身是好事，问题在于它变得太强。

重点总结：二氧化碳等温室气体吸收地球发出的热能，并把部分热能再发射回地球表面，令地球温暖得足以孕育生命。

3. 人类活动如何干扰平衡

自二百多年前工业革命开始，人类把二氧化碳加进空气的速度，一直比光合作用移除它的速度快。

燃烧化石燃料

化石燃料（煤、石油和天然气）由数百万年前被埋藏的生物遗骸形成。我们燃烧它们来发电、驱动交通工具和运作工厂，会迅速把当中储存的碳以二氧化碳的形式释放出来。香港大部分电力来自燃烧天然气和煤，而发电是本港最大的温室气体排放来源。

滥伐林木

砍伐或焚烧森林会令能吸收二氧化碳的树木减少；而树木被焚烧或腐烂时，储存在其中的碳亦会以二氧化碳的形式释放出来。

一些活动亦会增加甲烷，例如饲养牛只、种植水稻，以及在垃圾填埋场腐烂的厨余。

增强温室效应

更多温室气体 → 更多热能被再发射回地球表面 → 平均温度上升 → 全球变暖。这种比正常更强的温室效应称为增强温室效应，就像盖上一张更厚的被子。

常见错误

错误：“温室效应是坏事。”正确：自然的温室效应令地球适合生物居住；问题在于人类活动造成的增强温室效应。
错误：“全球变暖是由臭氧层破洞造成的。”正确：这是两个不同的问题。臭氧层阻挡有害的紫外线（UV）；全球变暖主要由温室气体造成。

重点总结：燃烧化石燃料和滥伐林木加入二氧化碳的速度，比大自然移除它的速度快，令温室效应增强。

4. 科学实践：温室效应模型

设计公平测试

把温度计分别放进两个相同的密封塑料瓶：A 瓶装普通空气（作为对照），B 瓶注满二氧化碳（在另一个烧瓶中制取，以免化学反应影响温度）。把两个塑料瓶放在同一盏灯下相同距离的位置，每分钟记录一次温度，记录约 15 分钟。

自变量（改变的）：二氧化碳的含量
因变量（测量的）：温度的上升
控制变量（保持不变的）：塑料瓶大小、灯和距离、起始温度、加热时间

结果与局限

B 瓶的温度通常上升得较快和较高，支持二氧化碳能吸收热能的说法。重复实验可令结果更可靠。不过，塑料瓶只是大气层的简单模型，而且温度差异通常很小，因此要小心解释结果。

重点总结：在公平测试中，只改变二氧化碳的含量，测量温度，并保持其他因素不变。

5. 证据：解读气候数据

天气是某一天的大气状况。气候是一个地方长时间（通常 30 年或以上）的平均天气模式。

数据显示了什么

大气中二氧化碳浓度——自 1950 年代起已有测量（例如在夏威夷的莫纳罗亚），数值年年上升。
每年地球表面温度——自 1800 年代后期以来上升了超过 1 °C，大部分升幅出现在近数十年。
北冰洋海冰——卫星数据显示，自 1970 年代后期以来，夏季末剩余的海冰涵盖范围大致明显缩小。
全球海平面——正在上升。

是太阳的问题吗？

卫星测量显示，自约 1980 年起，到达地球的太阳能量大致保持不变，但全球温度却持续上升。所以，近年变暖的最佳解释是人类活动令温室气体增加。世界各地的科学家都认同这一点。

解读气候图表的技巧

留意长期趋势，而不是个别年份——一个寒冷的冬天并不代表全球变暖已经停止。检查坐标轴和单位（例如二氧化碳用 ppm，即百万分率）。两样东西一同上升，本身并不能证明因果关系，所以科学家亦会进行实验，并排除其他成因。

你知道吗？

二氧化碳的图表每年都呈锯齿状！在北半球的春季和夏季，植物大量进行光合作用，二氧化碳浓度会稍微下降；到了秋季和冬季又再上升——就好像地球在“呼吸”一样。

重点总结：二氧化碳浓度上升、温度上升、北冰洋海冰缩小和海平面上升，都显示气候正在改变，而主要原因是人类活动。

6. 气候变化的影响

对环境的影响

全球变暖——地球平均温度上升，热浪变得更常见。香港天文台的记录显示，香港的酷热天气日数和热夜比过去多。
海平面上升——陆地上的冰（冰川和冰盖）融化，加上海水受热膨胀。低洼海岸面临更多水淹，台风带来的风暴潮亦更危险（2018 年超强台风山竹曾令香港一些沿岸低洼地区被淹）。
极端天气——较暖的空气能容纳更多水汽，所以大雨可能变得更常见。更强的台风、干旱和山火亦与变暖有关。

对生态系统的影响

海水变暖会导致珊瑚白化；更多二氧化碳溶入海水，亦会令海水变得更酸，伤害珊瑚和贝类。北极熊失去赖以捕猎的海冰。一些物种可能灭绝，令生物多样性减少。

对人类健康的影响

热浪期间出现中暑和热衰竭，长者和户外工作者尤其危险。
温暖潮湿的天气有利蚊子繁殖，令蚊传疾病（例如登革热）增加。
干旱和水灾破坏粮食和食水供应。
燃烧化石燃料产生的空气污染会伤害我们的肺部（可留意香港的空气质量健康指数）。

重点总结：气候变化带来全球变暖、海平面上升和极端天气，并损害生态系统和人类健康。

7. 在香港实践低碳生活

低碳生活是指以减少排放二氧化碳和其他温室气体的方式生活，即减少你的碳足迹。数以百万计的人一起做小事，效果就很大，而且往往还能省钱！

简单的低碳行动

节约用电——把空调调至约 25–26 °C，不用时关掉电源，选用贴有一级能源标签的电器，并查看家中的中电或港灯电费单。
绿色出行——步行、骑自行车，或乘坐港铁、巴士和电车，代替私家车。
精明饮食——多吃蔬菜，少吃红肉（牛会产生甲烷），并选择本地和时令食物。
减少废物——实践3R（减少使用、物尽其用、循环再造），自备水瓶和购物袋，并把食物吃光，因为垃圾填埋场里的厨余会释放甲烷。

你知道吗？

香港的目标是在 2050 年前实现碳中和。这表示香港排放的温室气体，将会与被移除的分量互相抵消。

重点总结：节约能源、绿色出行、精明饮食和减少废物，都能减少我们的碳足迹。

8. 植树：大自然的“捕碳高手”

树木进行光合作用时吸收二氧化碳，把碳储存在叶、树干和根部多年，同时释放氧。所以植树和保护森林有助恢复二氧化碳和氧的平衡，减缓（减轻）气候变化。

植树的其他好处

降温——树荫和叶片蒸发的水分能令空气降温，减轻市区热岛效应，并减少使用空调的需要。
保护斜坡——树根抓紧泥土，减少水土流失和山体滑坡。
野生生物——树木提供食物和生境，有助维持生物多样性。
净化空气、减少水淹——叶片能吸附尘埃，植物和泥土能吸收雨水。

不过，树木需要多年才能长大，被焚烧时亦会释放所储存的碳，所以植树必须配合保护现有绿化地带（例如约占香港土地 40% 的郊野公园，以及米埔的红树林）和减少排放。

重点总结：植物能移除并储存二氧化碳，所以植树有助减缓气候变化，并带来许多其他好处。

重点回顾

1. 光合作用移除二氧化碳，呼吸作用把它加回——形成自然平衡。
2. 二氧化碳是温室气体：它吸收热能，并把部分热能再发射回地球表面。
3. 自然的温室效应令地球平均温度保持在约 15 °C，而不是 −18 °C。
4. 燃烧化石燃料和滥伐林木造成增强温室效应。
5. 证据：二氧化碳浓度上升、温度上升、北冰洋海冰缩小、海平面上升，而太阳能量并没有增加。
6. 影响：全球变暖、海平面上升、极端天气，并损害生态系统和健康。
7. 低碳生活和植树有助减缓气候变化。

做得好！每一个小小的低碳行动，都在帮助我们的地球。