海納百川》真鍋教授獲首座氣象學諾貝爾獎有感(簡漢生)

瑞典皇家科學院5日宣佈,日裔美籍學者真鍋淑郎(左)、德國科學家哈斯曼(中)及義大利學者帕裡西(右)因在「理解複雜物理系統方面的開創性貢獻」,獲頒今年諾貝爾物理學獎。(美聯社)

50年前,我在美國普渡(Purdue)大學修氣象學博士時,就讀過不少真鍋(Manabe)教授的文章。當然以今天的電腦科技的發展看來衡量,當時他所設計的大氣環流和氣候變化的數學模式是相當原始的,但畢竟是開了用電腦數學模式來研究氣候變化的先河,所以他獲諾獎是氣象界全體的光榮。

因爲是數學模式,很多影響氣候長期變化的因子都可以用參數,並控制其大小及時間長短的型式加入運算,用以推算出未來一定時間後的結果。而原始資料的輸入就因須把大氣分成至少十層且涵蓋全球,所以data volume(資料量) 非常之大,一觀測站的資料就至少有幾十種 ,乘上全世界測站數及一天24小時的觀測結果,那資料量就已近天文數字(以當時電腦言),再用至少7個微分方程求解,所以工程浩大。但二氧化碳排放量,臭氧增加量等的影響已開始引起大家注意。

只是當時對二氧化碳排放增加影響氣候變化有兩三派說法。一派學者認爲二氧化碳排放增加而使地球暖化的效果,是因二氧化碳可讓太陽短波幅射無障礙地穿透.它達到地面,但它卻對地球本身的長波輻射有極強的吸收作用。因此二氧化碳像是讓地球蓋了一層玻璃蓋子的溫室一樣而有增溫的效果。上述理論都絕對正確且成立。

但另一派學者認爲固然二氧化碳增加而使全球平均氣溫上升的溫室效應理論正確,但溫度上升必然會加強並加速海水蒸發,因而會使大氣中水蒸氣的含量大幅增加,而水蒸氣的增加會在大氣中不同高度形成對太陽輻射的吸收和反射,因此反而有降溫的作用。我們最習慣的就是浮雲蔽日後立刻就不那麼熱了(有些水蒸氣並未形成肉眼可見的雲,但仍有吸收並反射太陽光的效果)。所以二氧化碳增加後的連鎖反應反而是對地球有降溫的效果。

另有一派學者認爲雖然二氧化碳大量排放入大氣層,但這些排放都在約7-9KM的對流層內,且排放區都較集中在熱對流或鋒面引起對流的降雨較高區域,年均雨量基本都在1000或1500mm以上,在雨量少於600mm的地區鮮有大量排放的工商中心或大都市。因此某區域雖二氧化碳排放量大,但在同區域都是上下對流強且雨量高的地方,因此排出了也就很快被上沖下洗回到了海洋或地面,並不容易長期累積在大氣的對流層中。且不僅上衝下冼,水平方向的大氣各種運動也可造成稀釋二氧化碳的效果。

還有一派學者最擔心的反而是超音速航空運輸SST(Super Sonic Transport)的問題。因爲所有超音速飛機幾乎全部都在7-10公里高以上的平流層中飛行。顧名思意,平流層裹大氣是幾乎都是在水平方向運動,沒有垂直方向的運動,更沒有降雨。因此,自從有了超音速噴射機後,每天全球有上萬架次超音速飛機24小時不停地在我們看不見的平流層中大量地排放二氧化碳,而最可怕的是排出後就永遠停留在那裡,掉不下來也上不去了,因爲在那裡大氣只有水平方向的擴散,而沒有垂直方向的運動。從上世紀約50年代後開始發展起來的全球SST至今約70年,所有噴射機在平流層所排的二氧化碳就永遠在那裡累積,這才真正是給地球蓋了一層拿不掉且厚厚的毯子,或是玻璃罩;也纔是大氣平均溫度上升的主因。也有人大致計算一下大氣近70年氣溫逐漸暖化的曲線與SST的架次,航班數,及耗油量發展曲線的正相關是大過與世界工業發展或都市發展曲線的正相關的。

我個人比較贊同這一派的學說,也記得這一研究的方向在上世紀70年代只曇花一現就消聲了,且二氧化碳排放影響全球暖化的研究也都沒怎麼繼續下去。直到本世紀開始,因全球暖化較明顯了,二氧化碳減排才變成顯學。但如何減排變成了大國權力博奕鬥爭,和已開發國與開發中及未開發國家之間的政治角力問題。未來有關減碳標準,減碳分配,碳權交易,出口限制等等,無一不是會影響世界發展全局的大事,甚至是可能引發國際重大爭議與矛盾,乃至戰爭的可能因素之一。

2017年我代表中華民國出席在倫敦召開的國際商會總會(ICC International Chamber of Commerce)年會的氣候變化小組中發言,我提出與其花那麼多精神時間去協商各國或各行業減碳,不如去協商逐步禁飛SST,空中交通只能用螺旋漿飛機或其他只在對流層中飛行的航空器,且也要限制其碳排放。如此協商必然容易得多,且監管便利又易行,降溫效果又絕對明顯。其實就是要讓這世界在各方面都「慢下來」,人類纔有救藥,否則以現在發展的「速度」看,人類很快就會自取滅亡,陷入萬劫不復之境!

我發言後,主席未置可否,只表示過去也討論過SST的問題,但目標和針對性太明顯,所以再研究吧。會後有代表私下對我說,你的看法也有很多人認同,但如討論其實就是針對美法英德的波音和空中巴士兩大公司,所以站在國際商會總會的立場不便表態。我才恍然大悟,一切這些科學上的問題其實都已變成活生生的國際政治角力鬥爭和商業利益的活靶。將來相關的協商,爭議,是非,爭鬥真將不知伊于胡底。

我個人覺得言責己盡,倒也釋然。雖然自美國普渡大學拿了氣象博士後,只在巴西聖保羅大學當了五年天文與地球物理學院的教授,愧對氣象學本身毫無貢獻,仍願以此文獻給互不相識的真鍋教授,並對他能開歷史之先河,以氣象學研究成果獲諾貝爾獎的肯定與殊榮,表示由衷的祝賀。並對國內及全世界氣象從業,教育,研究人員表示最誠摯敬意和謝意,您們的敬業精神,在風雨中的堅守崗位才能使近百年來氣象學有如此飛躍的進步與發展。希望人類能真正找出解決各種自然問題的良方,走向永續發展的坦途。(作者曾任立法委員、中廣董事長)

※以上言論不代表旺中媒體集團立場※