氯氟碳化學物質 隱藏的暖化推手

汪中和 / 中央研究院研究員 2020/02/26 12:14 點閱 2334 次

氣候暖化已經是全世界關注的迫切議題,暖化的後果之一為北極地區氣溫升高的幅度比全球的平均值高出約2至3倍,這個現象被稱為「北極放大」作用,然而氣候學家卻一直困惑不解,無法解釋為什麼北極地區的氣候靈敏度會這麼高,不料最近學界卻在無意中找到了答案。

找出臭氧層殺手

有「臭氧層殺手」之稱的氯氟碳化學物質是在二十世紀20年代發明的,主要作冷媒、溶劑和推進劑等用途,廣泛使用於冰箱、空調和包裝材料上。經過半個多世紀後,科學家們在南極上空的臭氧層上發現了一個濃度極低的大洞,這才意識到這些地表環境非常穩定的化學物質,在升上平流層後卻對臭氧層有可怕的破壞性影響。

在1987年,聯合國通過了《蒙特婁議定書》來逐步淘汰消耗臭氧物質的使用。這項國際協定的成功執行使得氟氯碳化合物的排放量大幅降低。然而氟氯碳化合物在大氣中駐留的壽命長達幾十年,使得臭氧空洞的恢復速度一直很緩慢。

濃度低卻影響劇烈

氟氯碳化合物是威力強大的溫室氣體,它的升溫效率比二氧化碳高數千倍,但是由於它在大氣層中的濃度相對很低,過去科學家的關注聚焦其對臭氧層的影響,根本不會去考慮它對氣候造成的影響。

最近一組跨國的研究團隊首次嘗試把氟氯碳化合物在禁止使用的前後時期的濃度變化,放進氣候模型裡,與其它的溫室氣體一起去探討它們可能會扮演的角色,卻發現了氟氯碳化合物居然在暖化方面有重大的貢獻。簡單的說,當氣候模型加入了氟氯碳化合物的濃度參數時,全球的暖化提升了三分之一,北極區的暖化更增高了一半,這個結果出乎大家的意料。

為什麼氟氯碳化合物在大氣中的濃度很低,但對氣候的影響卻如此巨大?首先,這些氟氯碳化合物是非常強效的溫室氣體,原本就具有高暖化的潛能;不僅如此,氟氯碳化合物會在氣候系統中發揮正向的回饋作用,大大增強暖化的速率,在北極地區尤其明顯,這是過去完全沒有想到的層面。

中國違規使用

自1980年以後,北極海冰的面積急遽降低,對極區敏感的生態系統與全球氣候變化產生嚴重衝擊,成為地球系統最危險的臨界點之一,如今我們才知道原來氟氯碳化合物扮演了關鍵性的角色。對於這個令人驚訝的發現,我們原本可以寄望《蒙特婁議定書》能夠讓氟氯碳化合物的排放量隨著時間而降低到零,消解它在暖化方面的嚴重影響。

不幸的是,氟氯碳化合物排放量自2013年以來卻因中國大陸違規使用而反向增加,不但使得臭氧層破洞的恢復會延後數十年,還讓氣候暖化的速率更加速上升。氟氯碳化合物的暖化效應是一個嶄新的教訓,提醒我們原來精心發明的科技,到頭來卻成為重傷自己的禍害。面對自然界的複雜多元,人類實在要好好的謙卑反省,重新檢視自己的作為,學習與大自然和諧相處。