【電子書】消失中的北極
你或許知道北極冰層正在消融中，但你可能不知道，近40年來已經縮減超過40%！這是甚麼概念!?
活動訊息
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內容簡介
★紀錄片《洪水來臨前》的「北極冰層版」★
你或許知道北極冰層正在消融中，
但你可能不知道，近40年來已經縮減超過40%！
你或許知道，北極冰融會造成氣候劇變，
但你可能不知道，冰層繼續消失下去，2050年地球將不再適合人類居住！
世界最權威的極地專家，首度揭露極地實況，
第一本關於北極冰融最新、最完整的田野報告，
同時，也是一部攸關地球人類生命存亡的關鍵報告！
● 英國亞馬遜書店★★★★推薦、環境議題類暢銷TOP 5！
● 掀起全球海冰研究的極地權威專家－－彼得．瓦哈姆斯，首度出書。
● 第一本最詳實的北極與冰層實地探訪報告書。
● 公開當前政府不敢說的真相：減少碳排放的環境政策無意義，還有更迫切的事情需要做！
2016年，再次刷新史上最熱年的紀錄！而北極，是全球氣候變遷最嚴重和最快速的區域；北極海冰在2016年9月，成為有史以來最薄的冰層，甚至有些地方完全無法結冰，這創下1萬年來首見的情形；究竟極地海冰消融與全球暖化之間，有什麼密不可分的關係？又，極地冰層對我們而言為什麼這麼重要？
【北極冰層，地球不可缺的空調系統】
極地的海冰，有如地球地空調系統，可冷卻空氣並確保海水溫度維持在攝氏0度以下，制衡地球本身的「天然溫室效應」，維持氣候穩定。然而，一旦溫室效應升高過於激烈，導致海冰消融，極地的空調作用就會失靈。
【北極冰層消融，動植物生長環境失調，人類生存條件告急】
冰的密度低於水，因此海水結冰時，會先從表層開始，但下方仍是流動的洋流，如此，可讓處於冰河期的地球在其深海處，仍保有原始的生命存在，使得萬物得以持續演化與繁衍。不僅如此，雪白廣闊的北極海冰，使地球具有將太陽熱能反射回太空的能力，維持恆溫。一旦雪白世界成為湛藍汪洋，地球的反照率驟降，導致更多熱源蓄積於大氣中，地球就不再適宜生命居住。
關於北極冰層，本書迫切想告訴你：
● 北極冰層不僅面積減少，連「厚度」也縮減；厚度縮減代表冰層已經完全失去結冰能力。
● 冰層是地球的空調系統，失去它，現正發生中的極端氣候將嚴重到人類無法預測。
● 少了冰層的地球，其反照能力會從60％降至10％，加速溫室效應。
● 冰層是冰河期所遺留的產物，保有它，才能確保週期性的冰河現象出現，延續地球壽命。
● 冰層融化會釋放比二氧化碳強23倍的溫室氣體－－甲烷。
● 全球升溫控制在2℃內的協議只是泡沫，因為既有的二氧化碳已多到能在地球存留100年。
● 「低碳排」的能源政策只是政客們的騙術，投入經費積極研發「移碳法」才是治標的作法。
● 每個人都是碳排放者，人口越多，將越難減少碳排放量。
本書作者為世界著名極地海冰研究專家彼得．瓦哈姆斯，其研究經歷超過40年。不同於一般科學家留在室內研究電腦模擬圖，他走出實驗室，定期前往北極以真實的觀察數據，研究北極和海冰的一切。在本書中，他概括地球冰層的歷史、洋流系統運作、空氣和水冷卻系統，以及海冰的自然性質等，藉此讓讀者充分了解，為何今日人類會面臨如此難以挽回的氣候危機，而我們應該積極做什麼「改變」。
目錄
【謝辭】認識冰層，守護北極
【推薦序1】全球社會公民都應該讀的書 加州拉霍亞斯克里普斯海洋研究所榮譽教授／沃爾特．芒克
【推薦序2】北極打噴嚏，全世界都會感冒 國立海洋科技博物館助理研究員／廖運志
第一章 湛藍美麗的北極悲歌
第二章 冰層結晶的奧妙
第三章 地表冰層的簡史
第四章 近代冰河的週期變化
第五章 溫室效應
第六章 海冰消融之時
第七章 墜入死亡漩渦的北極冰層
第八章 北極回饋的加速效應
第九章 北極甲烷－－醞釀中的大災難
第十章 詭譎多變的氣候
第十一章 深海煙囪的祕密身世
第十二章 南極發生什麼事？
第十三章 地球的現況
第十四章 擊鼓備戰
參考文獻
試閱
全球社會公民都應該讀的書
----加州拉霍亞斯克里普斯海洋研究所榮譽教授／沃爾特．芒克
彼得‧瓦哈姆斯投身極地研究長達四十七年，這段期間他觀察並測量到極地冰層分布的劇烈變動。本書開頭，先簡短的回顧地球上海冰和陸冰的生成歷史，再進一部描述其在研究 生涯中所見證到的轉變。現在，北極的夏季海冰面積已從原本的八百萬平方公里，縮減至不 到四百萬平方公里，以此縮減速度來看，夏季無冰的北極景象或許很快就要成真了。
遙遠海冰的消融，並不只是一個與我們毫不相干的古怪現象，因為海冰的消逝，將大幅降低地球把太陽輻射折射回太空的能力（由六十％降到十％），進而加速全球暖化的速度； 同時，隨著冰層的融解，在上一個冰河期，被凍存於冰層中的甲烷（這是一種非常強大的溫室氣體），也將大量釋入大氣層中。《消失中的北極》不但是一本告訴你北極現況的權威性著作，更是一本及時提醒大眾關心海冰消融議題的的警世好書。
【推薦序2】
北極打噴嚏，全世界都會感冒
----台灣首位參與北極考察的科學家‧國立海洋科技博物館助理研究員／廖運志
轟隆～轟隆～即使在巨大的鋼鐵船艙內，仍不時隨著一陣陣憾人的撞擊聲響而顫抖、搖晃，破冰船正以緩慢的速度破冰前行，帶領著科學家們進行一場極地長征，嘗試理解極地海冰的消融與全球暖化之間的關聯。我因參與多年國內外的深海海洋生物多樣性調查，有幸受邀參與二○一○年北極科學考察隊，其實在出發前，對極地海洋的想像，除了現已退役、幾近殘破且上岸僅供瞻仰的海洋試驗船「海功號」之外，所知有限。近三個月航行作業期間，沿途可見悠游於浮冰之間的海豹、海象及不時地噴出水柱的鯨魚，更興奮目睹了北極熊正在享用著海豹大餐，即使破冰船已轟然駛近仍不捨離去……，然而全球海洋的暖化現象已經悄悄地蔓延至地球最蠻荒的極區，過去堅厚的海冰已不復見；因海冰消融造成初級生產力退離了許多野生動物賴以生存的近岸；上升的海水溫度促使底棲魚類漸向較南方的低溫深海，以及向北方的極點深淵遷移分布……，北極的海洋似乎將無可避免地面臨一場生態危機。但許多國家卻將此變化視為機會，因為北冰洋夏季無冰期即將提前來臨，由早期海洋探險家所推測的北極航道漸露希望，隨之而來的天然資源與軍事價值，恐怕會讓北極所引發的爭議日趨白熱化。
2016年初的霸王級寒流，讓亞熱帶地區的台灣民眾見識到北極打噴嚏、世界跟著感冒的影響。《消失中的北極》一書中讓我們體認到，極區的變化竟然能直接或間接影響到遠在台灣的我們，甚至全世界的人類無一能倖免！因為，極地的冰層能反射太陽熱能，進而調節地球的溫度，但暖化後的地球讓陸地上冰層消退後，引發永凍土內的超級溫室氣體（甲烷）加速釋出，暖化的海洋讓海冰融化後裸露出更多的海面，讓更多太陽的熱能被海水所吸收、並驅動更多的海冰被消融......，一旦海冰真的消失了、大洋輸送帶停止了，一場毀滅性的大浩劫恐難避免了！但是，在擔心、害怕與絕望之餘，我們是否真能夠及時做出改變了？除了深思，是該採取行動了！
部分節錄
順暢的航道，代表毀滅的開始
我對極地海洋的研究，起因於一次因緣際會中。一九七０年的夏天，我第一次搭乘加拿大海洋科學探測船哈德森號（Hudson）前往北極；當時這艘船也乘載著首次環航美洲的任務。哈德森七０遠征隊，在一九六九年的寒冷秋風中，駛離了新思科舍省（Nova Scotia）港灣，航行的足跡遍及南極半島（Antarctic Peninsula）、南極洋（Southern Ocean）、智利峽灣和廣大的太平洋海域。該次的航行路線是要過境西北航道（Northwest Passage），在此之前，只有九艘船成功橫渡這塊海域。哈德森號是一艘驅冰船（Ice-strengthened vessel），這是航駛極地航路的必備條件。
在阿拉斯加和西北地區的北海岸，北極洋的海洋冰層與陸地的距離相當近，往往兩者之間只會留有幾英里寬的狹窄水道供我們通行；甚至有時，這些厚重的冰層還會受到海流的推擠，直接緊密堆疊在海岸上，讓我們不得不繞道而行（卷頭彩圖1）。因此，最後當我們航行到西北航道的中段時，還是必須向加拿大政府申請支援，由破冰船麥克唐納號（John A. Macdonald）帶我們繼續向前航行。
在過去那段時日，與加拿大極地的海冰搏鬥是件稀鬆平常的事。一九０三～一九０六年間，挪威極地探險家亞孟森（Amundsen）花了三年的時間才通過西北航道；第二艘通過這條航道的船隻，則是皇家加拿大騎警（Royal Canadian Mounted Police）所屬的雙桅帆船聖羅克號（St. Roch），它於一九四二年～一九四四年間完成整趟航行。
時值今日，在夏季從白令海峽（Bering Strait）駛近北極洋時，卻會發現前往北極的水道暢行無阻。湛藍的海水一路向北延伸，直至離北極不遠之處方可見到冰層的蹤跡。根據不少人的預測，到這本書發行的時候，很可能北極本身也會歷經數萬年來首次的無冰現象。現在，西北航道是非常好航行的海域，截至二０一五年止，總共已有兩百三十八艘船行駛過這條航道。二０一二年九月，北極洋表面的冰層面積已經從一九七０年代的八百萬平方公里，銳減至三百四十萬平方公里。這絕非誇大其實，單從地球的顏色就可以證明我們所居住的星球確實發生了變化。我們都記得太空員在阿波羅八號上，第一次從月球後方拍下的首張美麗地球影像：這顆孕育著我們所知萬物的星球，在宇宙中是一顆精巧的藍色球體，且球體的兩端則呈現銀白色彩。如今，當我們從太空中觀看夏季的北極時，卻會發現原本應該是冰層覆蓋的雪白景致，已被一片湛藍海洋所取代，而這一切都是人類所造成的。這是地貌，第一次因人類而產生的重大改變，儘管這樣的改變並非我們刻意營造，但它卻極有可能衍生出我們所無法預期與控制的災難性結果。
從分析冰層中，瞭解古代氣候變遷
今日科學家甚至可以使用更先進的技術，將冰層中被極度壓縮在微小氣泡中的氣體萃取出，深入分析它們二氧化碳和甲烷的含量。因此，我們現在不但可以知曉過去一百萬年來氣溫變化的狀態，還可以知道當時大氣中溫室氣體分布的比例。不僅如此，冰層中的塵埃濃度也能告訴我們當時的氣候有多乾燥，當時又可能有多少沙漠存在於地球上。最後，若冰層中帶有火山大爆發後遺留下的灰燼，則代表當時的氣候很可能發生了不小的轉變。根據目前的研究顯示，過去兩千年來已經有一百一十六件火山爆發事件。最大的一次是西元一二五七年，發生在印尼的薩馬拉斯火山（Samalas volcano），而這件帶有神祕色彩的火山爆發事件，至少影響了整個地球氣候兩～三年的時間。第二大的火山爆發事件發生在一四五八年，地點在萬那杜（Vanuatu）附近，第三大則是發生在一八一五年的坦博拉山（Mount Tambora）大爆炸事件，這起火山噴發事件奪走了七萬一千條人命，並且讓全歐洲在一八一六年經歷了一個「沒有夏天的一年」，造成農作物大量歉收、虧損，而前年一八一五年恰好是拿破崙政權崩塌之時，因此，更使得當代的社會產生巨大的動盪。自從科學家分別在一九五０和一九六０年代，首次鑿鑽到格陵蘭和南極冰層的冰芯後，他們才開始分析這些藏在冰層中的祕密。隨著時間的推進，科學家的分析技術也有長足的進步。因此，雖然一開始科學家只能從年積層的厚度粗估出冰河期和間冰期之間的交替，不過現在他們已經可以從中獲得更詳盡的溫度和氣體資料，並且利用這些資料妥善地解釋了許多氣溫偏移的現象，讓我們清楚地了解冰河期是如何發生，又是如何結束。其中，最令人大感驚奇的是，最後四次的冰河期發生的規律簡直一模一樣，彷彿是地球受到一股慣性的震盪力量左右一般。那呢，究竟這樣的規律的週期是怎樣造成的呢？
惡名昭彰的二氧化碳
截至目前為止，我們看到這些大氣氣體對地球所產生的天然溫室效應都相當正面。它們不但讓地球不必被冰封在一片死寂的冰雪中，生命更因此誕生，讓地球變得生氣勃勃。但是，如果我們改變大氣的組成會發生什麼事呢？尤其是二氧化碳，圖5-1中，二氧化碳吸收帶在十五微米波長處，為地球吸收進了最多的輻射，那麼假如我們讓大氣中的二氧化碳含量變得更高，又會讓地球出現怎樣的變化？
首先，由於我們降低了地球的輻射發射率，所以等式左側的T值就必須上升更多，以維持兩方的平衡。因此，「大氣中的二氧化碳含量上升，將導致地球氣溫升高」，這一項結論無庸置疑。因為這個現象只不過是一個基本的物理學，如果我們否定這個結論，就會跟否定重力的存在或是認為地球是平的一樣荒唐。然而，仍然有氣候變化懷疑論者（climate change sceptics）否認大氣二氧化碳含量和氣溫之間有任何的關聯性。因此，讓我們要以更強烈一點的語氣論述這項結論：「大氣中的二氧化碳含量上升，必定將導致地球氣溫升高。而且，我們排入大氣中的二氧化碳含量越多，溫度也會升高的越多。」在前面我們所討論的那一條簡單方程式中，驗證了這個毋庸置疑的結論。十九世紀，由於工業革命興起，人們的動力來源漸漸從水力轉向煤礦，再加上鐵路建設以及燃煤式蒸汽火車盛行，讓這一刻成為人類首次向大氣大量排放二氧化碳的時機點。一直到十九世紀末石油和電力出現前，燃煤式蒸汽都是推動工業革命的主要動力（一八五八年，人們才在加拿大鑽探到第一口現代油井）。即便如此，但十九世紀末的電力主要還是由燃燒煤炭的火力發電廠供應；後來內燃機（internal combustion engine）問世，和一八八六年第一輛賓士車出廠，無數的車子開始奔馳在馬路上後，石油的應用才陸續蓬勃發展。這一切都在斯特凡—波茲曼定律發表的兩年後發生，而這一項定律現在恰好就成了我們抓出排放二氧化碳是使地球變暖的元凶。
其實人類一直都在見證地球的歷程，只是當時的我們太過無知，所以才沒有馬上注意到地球已經開時發生變化。回顧過去，在十九世紀的中葉，大氣中的二氧化碳濃度就開始向上升高，從它在冰河期後期的二八○ppm上升到三○○ppm以上（現在已經超過四○○ppm，比工業化前的濃度高了將近百分之五十；詳見圖5-2）。現在，我們之所以會知道這件事，純粹是因為近日我們才有能力分析冰芯中的氣泡，並從中得知歷年來二氧化碳含量的變化。十九世紀時，我們沒有任何監測大氣裡二氧化碳含量的儀器，一直要到了一九五八年，斯克里普斯海洋研究所才在夏威夷的冒納羅亞（Mauna Loa）火山上建立了一座二氧化碳監測站，開始有系統的記錄二氧化碳的變化。
冰層縮減對石油和海床的影響
海冰數量縮減另一個直接性影響是：人類比以前更容易進行北極地區的石油探開作業。一直到前一陣子，大多數的石油探勘作業皆在淺水區進行。以波弗特海為例，當初最早在那裡開鑿的幾座海上油井都位在非常淺的水域，就在普魯德霍灣沿岸，麥肯齊河三角洲（Mackenzie River delta）下的幾公尺深而已，只要沙子簡單地堆起護堤，再把鑽鑿的機具放在上面，那裡就形成了一塊人工島。雖然後來開發石油的觸角伸向了更深的水域（幾十公尺深），但石油開發商仍然可以透過底座式結構（bottom‑mounted structure）來解決開採石油的技術問題。俄羅斯所屬的北極地區即以這種方式開採石油，他們在亞馬爾半島（Yamal Peninsula）和庫頁島（Sakhalin）沿岸幾十公尺深的水域，以底座式平台的方式鑽鑿了幾口油井。這些淺水區過去都屬於季節性冰區，一年之中，海面有部分的時間會呈現無冰的景象。
然而，日後人類開採石油的野心，卻蔓延到了深上加深的水域。開始有人在非北極的地區探勘石油，不只巴西在非常深的海域鑽探油井，甚至還有人在墨西哥灣（Gulf of Mexico）水下一千八百米深的地方開採石油，這簡直是海底生態的一場浩劫。石油工業現在也把腦筋動到北極地區更深的海域，不再把開採條件設定在沿岸淺水區或是大陸架上的海域。不過這時石油工業的想法卻可能與國際的規範有所出入，因為目前各國在海洋法（The Law of the Sea）的管束下，皆尚未同意在北極的極深海區開採石油。原則上，離各國海岸線兩百公里以外的地區，都屬於聯合國海底管理局（UN Seabed Authority）管轄的國際水域。然而，如果沿海國的大陸架延伸到超過兩百公里遠的地方（同理亦適用在北極的大陸架上），那麼該國就可以將其海域的管轄範圍展延到大陸架中斷的位置，但不得再向外延伸，且要宣稱展延海域的國家都必須接受嚴格的審查。
戰鬥時刻來臨
我相信，本書大部分的讀者都是對這議題相當關切，且具有十足的判斷智慧，並非只是科學專家而已。我們個人及集體能做什麼來拯救地球呢？能做的事情可以列成一張冗長的清單，我只挑出一些會有影響力的改善方法詳加說明。首先，對於身旁所有拒絕認清氣候變遷事實的混淆視聽者，以及慫恿旁人無為而治的人士，我們必須奮力地提出反駁，一一揭露他們的謊言和騙局，並且要意識到氣候變遷不會憑空消失。尤其要特別留意政客的刻意誤導，特別注意首相以降的政要，看看他們的言辭和行為是否有太大的出入。當他們在巴黎簽署了正式的國際協議要降低碳排放後，卻又撤回了太陽能的政府電力收購制度，吝於支持再生能源的研發，且透過壓裂方式大舉開採化石燃料。這樣子的作為顯露出他們的虛偽，你大可以指著這些已當選的民意代表說，如果這些作為沒有改善，下次將會失去你的選票。研究氣候變遷的科學家應該挺身而出，並做好心理準備可能研究生涯會因此受到嚴重打擊，並且從此和所有獎項無緣。至少，他們將不會受到公審，當氣候變遷這事實開始影響民眾生活後，這些仗義執言的科學家將會獲得尊敬，而不是被威脅虐待。
第二，在你的日常生活中，採用所有必要的措施來減少不必要的能源使用，特別是化石燃料的使用。為什麼這麼多房子沒有絕緣裝置?這絕對是自家房屋中最佳的節能配備，有時政府還會心不甘情不願的提供補助。家用車要選擇低油耗的，或者乾脆騎單車。電動腳踏車是通勤或在城市裡移動的最好選擇。就算沒有任何補助，也請在屋頂安裝太陽能板。
第三，在國家的層面，民眾應要求政府改變發電的主力；英國在這方面尤其怠惰。在二○一五年，我們有八十二%的能源來自化石燃料。我們在波浪能和洋流發電科技的研發工作上，是引領全球的。也有相當理想的海洋環境來探索這些想法的可行性，無論是波濤洶湧的西岸，或是奧克尼群島之間湍急的水流，甚至是塞文河的湧潮等。然而，如同我在「海底科技」（Underwater Technology）雜誌中曾提到的9，政府對於這些研發新型能源的先鋒所提供的補助是少之又少的。最近，甚至有些創新且原本應大有可為的波浪能發電公司，因為得不到支持，紛紛倒閉10。英國也有非常豐富的風力資源，卻從來沒有嘗試過生產風力發電機，把這大好的機會拱手讓給了丹麥。太陽能發電板的成本越來越低，在總是陰雨綿綿的英國，也適合在自家裝設，更可以設立大型太陽能發電場，進行大規模發電，唯一的問題是電力的儲存，畢竟晚上是照不到太陽光的。
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