溫室效應 溫室效應( Greenhouse effect ),根據...

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Page 1: 溫室效應 溫室效應( Greenhouse effect ),根據 環保署的環保名詞定義為:從太陽輻射出 來的光線原本波長較小,越過大氣層時可 以穿透具有與玻璃一樣效應的二氧化碳、
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溫室效應溫室效應  溫室效應( 溫室效應( Greenhouse effectGreenhouse effect ),根),根

據環保署的環保名詞定義為:從太陽輻射據環保署的環保名詞定義為:從太陽輻射出來的光線原本波長較小,越過大氣層時出來的光線原本波長較小,越過大氣層時可以穿透具有與玻璃一樣效應的二氧化碳、可以穿透具有與玻璃一樣效應的二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳化物等甲烷、一氧化二氮、臭氧、氟氯碳化物等氣體而抵達地球表面;然而,抵達地球表氣體而抵達地球表面;然而,抵達地球表面的陽光經地表反射後波長較長,會被二面的陽光經地表反射後波長較長,會被二氧化碳等氣體阻擋,不容易散失於大氣外,氧化碳等氣體阻擋,不容易散失於大氣外,以致地球上的溫度逐年增高。 以致地球上的溫度逐年增高。

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何謂‘溫室效應’何謂‘溫室效應’ ‘‘ 溫室效應’是指地球大氣層上的一種物理特性。假若沒溫室效應’是指地球大氣層上的一種物理特性。假若沒

有大氣層,地球表面的平均溫度不會是現在 合宜的有大氣層,地球表面的平均溫度不會是現在 合宜的 15℃15℃ ,,而是十分低的而是十分低的 -18℃-18℃ 。這溫度上的差別是由於一類名為溫。這溫度上的差別是由於一類名為溫室氣體所引致,這些氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整 室氣體所引致,這些氣體吸收紅外線輻射而影響到地球整 體的能量平衡。在現況中,地面和大氣層在整體上吸收太體的能量平衡。在現況中,地面和大氣層在整體上吸收太陽輻射後能平衡於釋放紅外線輻射到太空外陽輻射後能平衡於釋放紅外線輻射到太空外 (( 圖一圖一 )) 。但。但受到溫室氣體的 影響,大氣層吸收紅外線輻射的份量多過受到溫室氣體的 影響,大氣層吸收紅外線輻射的份量多過它釋放出到太空外,這使地球表面溫度上升,此過程可稱它釋放出到太空外,這使地球表面溫度上升,此過程可稱為‘天然的溫室效應’。但由 於人類活動釋放出大量的溫為‘天然的溫室效應’。但由 於人類活動釋放出大量的溫室氣體,結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上,加強了室氣體,結果讓更多紅外線輻射被折返到地面上,加強了‘溫室效應’的作用。 ‘溫室效應’的作用。

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溫室效應解釋圖溫室效應解釋圖 11

地球大氣層的長期輻射平衡情況。

地球大氣層的長期輻射平衡情況。

太陽總輻射量

太陽總輻射量(240

(240

瓦每平

方米

瓦每平

方米))

和和

紅外線的釋放量應要均等。其中約

紅外線的釋放量應要均等。其中約

三分之一

三分之一(103

(103

瓦每平方米

瓦每平方米))

的太陽

的太陽

輻射會被反射而餘下的會被地球表

輻射會被反射而餘下的會被地球表

面所吸收。此外,大氣

層的溫室氣

面所吸收。此外,大氣

層的溫室氣

體和雲團吸收及再次釋放出紅外線

體和雲團吸收及再次釋放出紅外線

輻射,使到地面更暖,高出約

輻射,使到地面更暖,高出約33

33

℃。。

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溫室效應解釋圖溫室效應解釋圖 22

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全球變暖潛能全球變暖潛能 各種溫室氣體對地球的能量平衡有不同程度的影響。為了各種溫室氣體對地球的能量平衡有不同程度的影響。為了

幫助決策者能量度各種溫室氣體對地球變暖的影響,‘跨幫助決策者能量度各種溫室氣體對地球變暖的影響,‘跨政府氣候轉變 委員會’ 政府氣候轉變 委員會’ (Intergovernmental Panel on Cl(Intergovernmental Panel on Climate Change, IPCC)imate Change, IPCC) 在在 19901990 年的報告中引入‘全球變年的報告中引入‘全球變暖潛能’的概念。‘全球變暖潛能’ 是反映溫室氣體的相暖潛能’的概念。‘全球變暖潛能’ 是反映溫室氣體的相對強度,其定義是指某一單位質量的溫室氣體在一定時間對強度,其定義是指某一單位質量的溫室氣體在一定時間內相對於內相對於 CO2CO2 的累積輻射力的累積輻射力 **。表二列出 ‘跨政府氣候。表二列出 ‘跨政府氣候轉變委員會’報告內一些溫室氣體的‘全球變暖潛能’。轉變委員會’報告內一些溫室氣體的‘全球變暖潛能’。對氣候轉變的影響來說,‘全球變暖潛能’的指 數已考慮對氣候轉變的影響來說,‘全球變暖潛能’的指 數已考慮到 各溫室氣體在大氣層中的存留時間與及其吸收輻射的能到 各溫室氣體在大氣層中的存留時間與及其吸收輻射的能力。在計算‘全球變暖潛能’的時候,是 需要明瞭各溫室力。在計算‘全球變暖潛能’的時候,是 需要明瞭各溫室氣體在大氣層中的 演變情況氣體在大氣層中的 演變情況 ((通常不太了解通常不太了解 )) 和它們在大和它們在大氣層的餘量所 產生的輻射力氣層的餘量所 產生的輻射力 ((比較清楚知道比較清楚知道 )) 。因此,‘。因此,‘全球變暖潛能’ 含有一些不確定因素, 以全球變暖潛能’ 含有一些不確定因素, 以 CO2CO2 作為相對作為相對比較,一般約在比較,一般約在 ±35%±35%。 。

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 溫室效應的結果 溫室效應的結果 假若‘全球變暖’ 正在發假若‘全球變暖’ 正在發生,有兩種過程會導致海生,有兩種過程會導致海平面升高。第一種是海水平面升高。第一種是海水受熱膨脹令水平面上升。受熱膨脹令水平面上升。第二種是冰川和格陵蘭及第二種是冰川和格陵蘭及南 極洲上的冰塊溶解使海南 極洲上的冰塊溶解使海洋水份增加。預期由洋水份增加。預期由 19001900年至年至 21002100 年地球的平均年地球的平均海平面上升幅度介乎海平面上升幅度介乎 0.090.09米至米至 0.880.88 米之間。。 米之間。。

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人類活動產生了溫室效應的氣體 人類活動產生了溫室效應的氣體 人類活動 產出氣體 石油、煤等石化原料的燃燒 二人類活動 產出氣體 石油、煤等石化原料的燃燒 二

氧化碳(氧化碳( CO2CO2 )) 農業活動 甲烷(農業活動 甲烷( CH4CH4 )、氮氧化合物()、氮氧化合物( N2ON2O ) )

工業製成品 氟氯碳化物(工業製成品 氟氯碳化物( CFCCFC )) 物質燃燒 氮氧化合物(物質燃燒 氮氧化合物( N2ON2O ) ) 工廠、汽車排放之氮氧化合物及碳水化合物經過工廠、汽車排放之氮氧化合物及碳水化合物經過

光所合成光所合成 臭臭氧(氧( O3O3 ))

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溫室效應氣體 溫室效應氣體 1.1.二氧化碳(二氧化碳( CO2CO2 ): 由於大量使用煤、石油、天然氣): 由於大量使用煤、石油、天然氣

等石化燃料,全球的二氧化碳正以每年約 六十億噸的量增等石化燃料,全球的二氧化碳正以每年約 六十億噸的量增加中,是造成溫室效應的主要氣體。 加中,是造成溫室效應的主要氣體。

2.2.氟氯碳化物(氟氯碳化物( CFCsCFCs ):目前以 ):目前以 CFC-11CFC-11 , , CFC-12CFC-12 ,,CFC-113 CFC-113 為主。使用於冷氣機、電冰箱的冷媒、電子零為主。使用於冷氣機、電冰箱的冷媒、電子零件清潔劑、發泡劑,是造成溫室效應的氣體。 件清潔劑、發泡劑,是造成溫室效應的氣體。

3.3.甲烷(甲烷( CH4CH4 ):有機體發酵與化及物質不 完全燃燒的):有機體發酵與化及物質不 完全燃燒的過程會產生甲烷,主要來 自牲畜、水田、掩埋場及汽機車過程會產生甲烷,主要來 自牲畜、水田、掩埋場及汽機車的排放 的排放

4.4.氧化亞氮(氧化亞氮( N2ON2O ):係由燃燒石化燃料、微生物及化):係由燃燒石化燃料、微生物及化學肥料分解所排放。 學肥料分解所排放。

5.5.臭氧(臭氧( O3O3 ):來自汽機車等所排放的氮氧化物及碳 氫):來自汽機車等所排放的氮氧化物及碳 氫化合物,經光化學作用而產生的氣體。化合物,經光化學作用而產生的氣體。

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大自然的溫室效應大自然的溫室效應 溫室效應不一定是人為的。溫室效應不一定是人為的。

在地球的歷史上有很多次在地球的歷史上有很多次發生溫室效應的年代。例發生溫室效應的年代。例如氣候溫暖的 白堊紀,當如氣候溫暖的 白堊紀,當時大氣中的二氧化碳的含時大氣中的二氧化碳的含量可能高達量可能高達 2000ppm2000ppm 。。(通常冰河時期大氣中的(通常冰河時期大氣中的二氧化碳的含量大約為二氧化碳的含量大約為 19190ppm0ppm ,而間冰期大氣中,而間冰期大氣中的二氧化碳的含量大約為的二氧化碳的含量大約為280ppm280ppm 。) 。)

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溫室效應造成的後果溫室效應造成的後果 ; ; 二氧化碳所組成的二氧化碳所組成的大氣層會吸收紅外線,大氣層開始吸收紅大氣層會吸收紅外線,大氣層開始吸收紅外線,地球的溫度便會升高,原本含有大外線,地球的溫度便會升高,原本含有大量二氧化碳的海洋,也會把二氧化碳還給量二氧化碳的海洋,也會把二氧化碳還給大氣層,一旦這個惡性循環開始,地球就大氣層,一旦這個惡性循環開始,地球就會步上金星的後塵會步上金星的後塵相反的相反的 ,,逆溫室效應會造成二氧化碳不足,逆溫室效應會造成二氧化碳不足,溫度愈來愈低,地球會變成像冰河時期一溫度愈來愈低,地球會變成像冰河時期一般般 . .

溫室效應的影響1溫室效應的影響1

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溫室效應的影響溫室效應的影響 22

氣溫上升也會傷害人體的抗病能力、若再氣溫上升也會傷害人體的抗病能力、若再加上全球氣候變遷引發動物大遷徒,屆時加上全球氣候變遷引發動物大遷徒,屆時極有可能促使腦炎、狂犬病、登革熱、黃極有可能促使腦炎、狂犬病、登革熱、黃熱病的大規模蔓延,後果相當可怕。熱病的大規模蔓延,後果相當可怕。

CO2CO2濃度的增加可能有利於某些植生而抑濃度的增加可能有利於某些植生而抑制他類植物,而改變植物社群結構;海水制他類植物,而改變植物社群結構;海水面上漲也將影響海岸植物社群的生態(面上漲也將影響海岸植物社群的生態( NRNRC, 1983C, 1983 )。)。

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二氧化碳二氧化碳 (CO2)(CO2)

大氣層大氣層 CO2CO2 的每月平均混的每月平均混合比。 合比。 ((‧‧)) 表示表示 19741974 年年55月 以前的數據,取自月 以前的數據,取自 ScScripps Institution of Ocearipps Institution of Oceanographynography。 。 ((‧‧)) 表示表示 19197474 年年 55月以後的數據,取月以後的數據,取自自 U.S. National Oceanic U.S. National Oceanic and Atmospheric Adminiand Atmospheric Administrationstration 。。 (— )(— ) 表示每月表示每月平均值的長期趨勢。 平均值的長期趨勢。

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氟氯碳化物氟氯碳化物 破壞臭氧層的元兇,即是俗稱氟利昂(破壞臭氧層的元兇,即是俗稱氟利昂( FreFre

onon )的氟氯碳化物,由於穩定性高,不自)的氟氯碳化物,由於穩定性高,不自燃、不助燃也不易起化學變化,以及對人燃、不助燃也不易起化學變化,以及對人體傷害較小等優點,因而使用遍及各種 工體傷害較小等優點,因而使用遍及各種 工業及日常生活用品。其中 又以業及日常生活用品。其中 又以 CFC-11CFC-11 (( CCCl3FCl3F)、)、 CFC-12CFC-12 (( CCl2F2CCl2F2 )及)及 CFC-113CFC-113(( C2Cl3F3C2Cl3F3 )三種原 料佔最大使用量。)三種原 料佔最大使用量。

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甲烷甲烷 甲烷氯化物包括一氯甲烷、二氯甲烷、三甲烷氯化物包括一氯甲烷、二氯甲烷、三

氯甲烷和四氯甲烷,簡稱氯甲烷和四氯甲烷,簡稱 CMSCMS ,是有機氯,是有機氯產品中僅次於氯乙烯的大宗氯系產品,為產品中僅次於氯乙烯的大宗氯系產品,為重要的化工原料和有機溶劑。一氯甲烷為重要的化工原料和有機溶劑。一氯甲烷為無色氣體,可壓縮成無色液體,是重要的無色氣體,可壓縮成無色液體,是重要的甲基化劑,用於生產甲基纖維素、甲硫醇;甲基化劑,用於生產甲基纖維素、甲硫醇;製備二、三、四氯甲烷;可作為有機溶劑、製備二、三、四氯甲烷;可作為有機溶劑、致冷劑、發泡劑、局部麻醉劑;還可以合致冷劑、發泡劑、局部麻醉劑;還可以合成丁基橡膠、樹脂;目前主要用於生產甲成丁基橡膠、樹脂;目前主要用於生產甲基氯硅烷。基氯硅烷。

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臭氧臭氧 臭氧層是分布在離地面臭氧層是分布在離地面 20~30km20~30km 的大氣層的大氣層

中,它最大的功能是吸收紫外線,保護曝中,它最大的功能是吸收紫外線,保護曝露在紫外線照射下的人類與動 植物。空氣露在紫外線照射下的人類與動 植物。空氣中的臭氧量為中的臭氧量為 0.01~0.04ppm0.01~0.04ppm ,因臭氧具,因臭氧具有極強淨化殺菌之作用,使 得自然界中的有極強淨化殺菌之作用,使 得自然界中的細菌霉菌,無法異常繁殖因而保持平衡狀細菌霉菌,無法異常繁殖因而保持平衡狀態態 ..。 。

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溫室效應的防治措施 1溫室效應的防治措施 1 調整能源及電源結構調整能源及電源結構

儘速修正台灣地區能源發展方案,穩定電源的成長,並將 儘速修正台灣地區能源發展方案,穩定電源的成長,並將燃油、燃煤電廠轉為擴大使用天然氣,以改善區域空氣品燃油、燃煤電廠轉為擴大使用天然氣,以改善區域空氣品質,並減少二氧化碳之排放。質,並減少二氧化碳之排放。

加強開發替代能源,例如地熱、水力、風能、核能、太加強開發替代能源,例如地熱、水力、風能、核能、太陽能、天然氣之取得及使用。陽能、天然氣之取得及使用。

積極引用複循環機組發電,以提升發電效率。積極引用複循環機組發電,以提升發電效率。

加強電力負載管理,減少尖峰用電需求。 加強電力負載管理,減少尖峰用電需求。 加強推動全國節約能 源計畫。 加強推動全國節約能 源計畫。

調整產業結構 。調整產業結構 。

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溫室效應的防治措施2溫室效應的防治措施2 鼓勵業者發展低耗能、低污染之產業,加強改善或淘汰高耗能、高污染之產鼓勵業者發展低耗能、低污染之產業,加強改善或淘汰高耗能、高污染之產業,加強產業升級。 業,加強產業升級。

調整能源價格,以價差推動產業加強提升能源使用效率。調整能源價格,以價差推動產業加強提升能源使用效率。

引進相關技術,優先進行高耗能、高污染產業的二氧化碳排放削減。 引進相關技術,優先進行高耗能、高污染產業的二氧化碳排放削減。 增強法規及經 濟誘因,鼓勵產業界發展省能源、高效率設備及器具,以提升 增強法規及經 濟誘因,鼓勵產業界發展省能源、高效率設備及器具,以提升能源使用效率,並減少廢熱之排放。 能源使用效率,並減少廢熱之排放。

積極發展大眾運輸系統,以達節約能 源及減輕空氣污染。 積極發展大眾運輸系統,以達節約能 源及減輕空氣污染。

擴大綠化,優先植擴大綠化,優先植 ((造造 ))林,以增加吸收林,以增加吸收 CO2CO2 。 。

配合蒙特婁議定書之規定,按管制期程, 削減配合蒙特婁議定書之規定,按管制期程, 削減 CFCsCFCs 及其 衍生物,並減少其及其 衍生物,並減少其他溫室效應氣體,如:他溫室效應氣體,如: CH4CH4 等之排放。 等之排放。

加強有關全球溫升效應之研究 ,及溫室效應氣體 排放削減技術之開發。加強有關全球溫升效應之研究 ,及溫室效應氣體 排放削減技術之開發。

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體驗溫室效應 體驗溫室效應 【原理】工業燃料如石油【原理】工業燃料如石油

和煤炭,所製造的二氧化和煤炭,所製造的二氧化碳排放到空氣中,會造成碳排放到空氣中,會造成「溫室效應」。當陽光穿「溫室效應」。當陽光穿透地球的大氣層,轉化成透地球的大氣層,轉化成輻射熱後,二氧化碳會吸輻射熱後,二氧化碳會吸收輻射熱,因而把陽光輻收輻射熱,因而把陽光輻射回地球,而非讓它們散射回地球,而非讓它們散到太空。這將使得地球的到太空。這將使得地球的溫度越來越高,致使南、溫度越來越高,致使南、北極的冰山熔化,海平面北極的冰山熔化,海平面上升,淹沒陸地,改變整上升,淹沒陸地,改變整個氣候型態,並產生許多個氣候型態,並產生許多問題。 問題。

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實驗證明實驗證明

陽光可以輕易透過燒瓶。

陽光可以輕易透過燒瓶。

然而一旦進到燒瓶裡,陽

然而一旦進到燒瓶裡,陽

光就會轉化成熱能,就無

光就會轉化成熱能,就無

法再輕易出來了,因此,

法再輕易出來了,因此,

燒瓶內的溫度就上升。燒

燒瓶內的溫度就上升。燒

瓶內溫度升高,就像「溫

瓶內溫度升高,就像「溫

室效應」。

室效應」。

【結果】 燒瓶內的溫度計

【結果】 燒瓶內的溫度計

溫度比燒瓶外的溫度高。

溫度比燒瓶外的溫度高。