狂風起了——天氣與氣候概述

第 3086 期（2023 年 10 月 15 日）
◎　天地人和　◎　林慧琪

文：林慧琪

圖：林慧琪、網上圖片

　　上月香港經歷了十號風球和連場暴雨，大家有被大自然的力量震懾嗎？風從哪裏來，往哪裏去，只有上主知曉，今回更多人談論極端天氣來自「氣候變化」。大氣的流動看似隨機，實為順應背後的物理規律，各有其時。四季的變化相對穩定，讓生物的生長配合其年度規律，農業社會的民間智慧如春播、夏長、秋收、冬藏，亦是配合氣候而作。不同氣候協助調節地上和海洋的多變生態，滋養眾生。今期就讓我們了解既熟悉又陌生的「天氣」和「氣候」。

天地篇

空氣與水的流動舞台——天氣

　　簡單來說，天氣（Weather）即一個地區較短時間內（幾小時到幾天）的大氣綜合狀態，如風速、雲量、溫度、降雨、氣壓等數據，而「氣候」（Climate）則是一個地區在一段較長時期裏的平均天氣，世界氣象組織定義的參考年期為不少於30年。小時候必然學過基本水循環：水流入大海後被太陽蒸發，成為水氣留在空氣裏，當水氣往上飄到大氣層上方，遇冷凝結成小水點，聚合一起形成雲。當雲裏的水點愈來愈多，空氣再無法盛載，就會下降成為雨，回到陸地與海洋。然而，背後的系統其實更為複雜。

天氣基本六元素

　　相信很多人都習慣每天早上往窗外看，加送天氣報告來整裝一天的行程。天氣報告裏有其中六項數據，它們是影響天氣的基本元素。看似獨立觀察，其實背後環環相扣！

　　溫度：代表大氣有多熱或冷，空氣分子能吸收來自太陽的熱能。

　　大氣壓力：空氣的重量和密度。可理解為，一單位空間內有多少空氣分子壓向地面。

　　雲的形成：不同種類的雲有不同的天氣效果。

　　風：空氣分子順着大氣壓力差距出現的流動。

　　濕度：即大氣裏已含有多少水氣。

　　降水：就是下雨，在寒冷地區也包含降雪。

緊密互動分不清

　　空氣包含不同的氣體分子，如氮、氧、二氧化碳等，還有水氣。大氣層裏的氣體分子並非平均分佈，吸收了太陽熱能的分子隨着所攜帶的能量不同，有不同的震動能力形成不同的氣壓以及氣溫。一般低溫環境氣體分子震動少，空氣密度較高會出現高氣壓；相反，高溫環境較常出現低氣壓。當不同區域出現氣壓差，在高壓區的分子就會流動至低壓區——想像一個擠逼的大禮堂裏，人羣聚集（高壓區）會自然流向少人的空間（低壓區），這流動就是風。

　　液態水要蒸發形成水氣，要看濕度高低，濕度愈高代表愈少液態水能變成水氣。只是在相同濕度，高溫的空氣能盛載較多水氣。而海洋作為地球最大的水體，她的溫度也會影響水氣供應量，水的溫度愈熱，能提供的水氣愈多。

　　空氣裏的水氣充足了，也不一定能形成雲。在高氣壓環境裏，大氣層裏的水氣較難上升至低溫區域凝結成水點，從而形成雲。所以在高壓區裏，一般是天朗氣清，萬里無雲。相反，在低壓區，水氣很容易上升，所以出現多雲，以至下雨。遇上水氣充足，氣壓夠低，就能形成十分厚的積雨雲，再配合風的流動，於特定條件下就會形成颱風，為所在地區提供強烈的暴風雨天氣。

　　而雷暴就是積雨雲裏大量水點以至冰粒，因雲內有急劇的氣流擾動而彼此摩擦，形成不同電荷（正離子或負離子）在雲中不同區域聚集。若相鄰的雲或地面帶有不同電荷，不同電荷離子會互相吸引而出現「放電現象」，發出強烈閃光，即閃電；而雷聲來自放電時的高熱令空氣急劇膨脹產生的聲音。

　　沒有兩朵雲是一樣的。在外太空看着不同雲海遊遍地球，就有其他星球沒有的美，想像上主看着衪這顆掌上明珠，要多愛才為她造了如此裝飾？我們能身處其中，實在幸福。

人和篇

改變氣候的元兇––碳排放

　　九月的五百年一遇大暴雨，不少論述指與氣候變化引起的極端天氣相關，而元兇離不開過量的碳排放。讓我們仔細認識這個神奇的「碳」（Carbon，C），為何威力如此巨大。

溫室氣體、碳排放、碳足印

　　空氣中有些成分有吸收紅外線（熱能）的能力，最為人熟悉的是二氧化碳和甲烷（Methane，CH4），它們協助保持地球溫暖，所以稱為溫室氣體，令地球上的生命有合適的居住條件。然而近百年因為人類活動，大量增加大氣中的溫室氣體，尤以二氧化碳為甚，這些額外的溫室排放就稱為「碳排放」，量度單位以噸計算（CO2e）。即使是其他溫室氣體，如同一份量的甲烷吸熱能力是二氧化碳的21倍，則會轉換計算。

　　現時地球主要的碳排放來源是燃燒化石燃料，按香港政府2020年統計資料，首要的碳排放來自發電，佔整體六成以上，其次是運輸相關（接近兩成），以及廢物處理（約9%）。我們的起居飲食全部涉及碳排放，就是我們的「碳足印」（Carbon Footprint）。香港人的人均碳足跡，屬亞太區第三名，全球第十四名，若全球人口按我們的碳足印生活，需要約4.4個地球才足夠。

氣候變化關碳事？

　　如前文所言，溫度會影響空氣和水氣的流動。當太陽持續為地球供應能量，人類產生的碳排放持續增加，地球就像蓋了一層厚厚的被，熱能被困在大氣層無法散失，令到全球暖化，平均氣溫上升。每上升攝氏一度，足夠改變一貫的空氣與海洋流動形態（pattern）。所謂牽一髮動全身，除了影響天氣系統，二氧化碳十分容易溶於水，令海洋儲存了大量二氧化碳。海水溫度提升不止影響洋流，亦會減低吸收大氣中二氧化碳的能力！另一邊廂，溫度提升有助大氣中累積水氣，形成更多特大暴雨與超強颱風。

　　近年夏季在高緯度國家出現極端酷熱天氣，甚至大量山火，也是源於本來流經那些地區的冷洋流減弱，降低了溫度調節能力。香港9月不停出現的暴雨，原屬於初夏的五六月。還有天文台在四季都錄得屢破紀錄的高溫！我們習以為常的四季特性已慢慢起變化，正是全球暖化造成的氣候變化惡果。

「零碳排放」可能嗎？

　　大自然本身有其碳排放，生物呼吸就會排出二氧化碳，細菌將已死的生物分解就會產生甲烷，然而上主設計的大自然裏，物質能循環使用不浪費。一切有機物質都含有碳，於是種樹有「鎖碳」的效果——藉光合作用將空氣的二氧化碳與水結合為碳水化合物，變成植物身體的一部分，從而減碳。植物生長時會不停「吸碳」，死後若被其他生物分解或是被焚燒，當中的碳水化合物就會變回二氧化碳，釋放回大氣中，繼續供養其他植物。

　　既然生活中不可能做到「零碳排放」，「碳中和」/「碳補償」計畫就提供另類出路：當我從事高碳排放的活動，就做一些「負碳排放」的活動如植樹，減低甚至中和自己生產的碳排放幅度，達至「淨零排放net zero carbon emission」。現時外國已有專門機構為減少碳排放而植樹、保護濕地等工作，巿民可以購買他們的服務來補償自己的碳足跡。