減碳背景充電室

水蒸氣是造成溫室效應的最大來源，而大氣中水蒸氣含量增加，人類確實沒有直接責任。但是，科學證據顯示，人類因排放二氧化碳等溫室氣體造成的暖化效應，已經加速水蒸氣的蒸發速度，使得大氣中的水蒸氣含量大為增加。二氧化碳在會在大氣中停留數個世紀之久，和二氧化碳不同的是，水蒸氣在大氣中的循環非常迅速，從海洋等地方蒸發，再以雨雪的形式降回。因為水蒸發的速度隨著溫度升高而加快，任一時間點大氣中的水蒸氣含量和大氣中的溫室氣體量息息相關。這是一個正向反饋迴圈（positive feedback loop）的例證：人類排放二氧化碳，造成氣候暖化，加速水蒸發速度，也加劇了溫室效應。事實上，科學家認為水蒸發是全球氣候系統中最重要的正向反饋迴圈，使得氣候隨著溫室氣體排放而改變的敏感程度，達到雙倍甚至三倍。

在氣候變遷的環境中，反饋迴圈（feedback loop）有可能是惡性也有可能是良性的循環──加速或是減緩氣候暖化效應。正向的反饋迴圈加速溫度升高，但是負向的反饋迴圈會減緩溫度上升。科學家已經警覺到了氣候系統內數種正向的反饋迴圈。其中一個例子就是融化的冰山。因為冰山是淺色且具反射效果，可以將照射在冰山上大部分的陽光反射回外太空，限制了冰山造成暖化的效果。但是，當地球越來越溫暖，冰山逐漸融化後，露出底下的深色陸地與海洋。結果造成了更多的陽光能量被吸受，溫暖化效應加乘，結果導致更多的冰山融化，無窮迴圈。還有其他各種造成氣候變遷的反饋迴圈──像是與土壤和永凍土有關的溫室氣體排放、海洋蒸發改變等，已經為人所知或是已知存在。這些反饋迴圈本身就已經夠複雜了，如果將其放在全球的氣候系統整體來看，就更複雜了。有些已經開始產生效應，有些則尚未有影響。甚至還有更多無論是正向或反向的反饋迴圈，仍不為人知。由於這

20世紀早期，當時的認知為人類行為即使會改變區域性氣候（例如，砍伐森林和開墾原生地），但不會影響到全球性氣候。歷史上的冰河時期及其他嚴峻的氣候變遷，都是科學研究的首要目標，但當時很少人認為這是即刻的威脅，幾乎沒有人認為人類可以造成全球的氣候變遷。少數幾位先驅者，像是瑞典的化學家Svante Arrhenius（1890），已經發現燃燒化石燃料可能造成全球氣候變遷，但是這些觀點在當時並不受到科學界重視。1958年開始，藉由精確地量測，確認了大氣中的二氧化碳量持續穩定成長。1960年代陸續出現精細的電腦模擬程式，運算所得的資訊支持數十年前的想法：溫室氣體排放量增加，確實會造成氣候暖化。1980年代，全球氣溫急速上升，終究，促使這個議題獲得了媒體、大眾與科學家的關注。

就像是「水循環」描述水分子在河流、海洋、陸地和大氣之間的轉移，「碳循環」代表的是碳分子在地球不同的系統中，大氣以及動植物體內的循環過程。碳循環是地球上生命自然和不可切割的一部分。當動物攝取了植物，葉片上的碳分子就會進入到動物體內。當動物死亡後，軀體腐爛，碳分子和氧氣結合形成二氧化碳。樹木在光合作用的過程即會吸收二氧化碳，光合作用的產物(葡萄糖)最終形成植物的枝幹。二氧化碳也可能會被海洋吸收，生生不息的循環。雖然基本的碳循環過程尚未有重大的變化，在過去一百年來，人類已經大幅度地增加大氣中的二氧化碳量，將儲存在地底下數百萬年的碳分子──以石油、煤和天然氣的形式──因為燃燒這些化石燃料因而釋放碳分子到大氣中。強烈的科學證據顯示，這個過程導致了全球暖化。

有許多不同的方法可以來比較每個國家的碳足跡。包括溫室氣體總排放量、人均排放量(per capita emissions)、歷史排放量、以及消耗產品所造成的排放量，而非製造產品的排放量。每種計算方式所呈現的意涵都不同，單一計算方式也無法完整地表現真實情況。以下簡要地說明各種計算方式與數據。最簡單且最廣泛用來比較國家排放量的方法，就是將所有燃燒的化石燃料造成的二氧化碳排放量相加。根據美國能源資訊協會2009年資訊，排放量前10大國家分別為：點此可看所有國家的排名

歷史上記載小冰期(little ice age)最早發生在14世紀，並且持續到19世紀中，是一千年中北半球最冷的一段期間。週期性的瘟疫和飢荒在歐洲蔓延，阿爾卑斯山的冰河擴散吞噬了許多村落。其中一項影響因素在於太陽能量低落。從樹木年輪和冰芯的碳同位素可以發現這段期間太陽輻射減少。此外，從1610年開始觀測太陽黑子後，1645~1715年間幾乎沒有觀測到太陽黑子的紀錄報告。最近的研究顯示，太陽對於小冰期的影響相對重要。另外，火山也是影響因子之一。16世紀後火山噴發相較中世紀溫暖期來得頻仍。1815年印尼的Tambora火山噴發，可說是火山噴發紀錄史上最猛烈的其中之一， 造成1816年災難性的寒冷夏天。這一個沒有夏天的年度，北歐的農作歉收，美國佛蒙特州下雪持續到6月上旬。

生質能源指的是從生物質提煉的能源，包括使用牛糞當作煮飯的柴火、使用酒精燃料為基礎的車輛汽油。不像石油、煤與天然氣，生質能源是可再生的能源選擇，因為生物質較容易再生。現階段，生質能源佔了全球再生能源的絕大部份。生質燃料一詞有時候可以和生質能源交替使用，不過生質燃料通常指的是液態生質能源，像是生質柴油和生質酒精（可用在汽油引擎）。一般認為生質能源是對環境友善的，因為，理論上，植物樹木燃燒所釋放的CO2能夠被新植的樹木吸收平衡。然而，生質能源的環境與社會效益，卻處在競爭拉扯的天平兩端──尤其是生質燃料通常產自糧食作物，像是棕櫚油、玉米或是糖。對於生質燃料的批評聲浪來自兩方面。第一點在於，專門為了提取能源而種植作物，會加重土地使用的負荷，加速砍伐森林和糧價飆漲。另一點則是，種植某些作物會產生較多的溫室氣體排放。例如，從玉米提取生質酒精，在使用托拉機、肥料和處理玉米提煉生質酒精的過程會產生大量的溫室

人類所排放的溫室氣體主要來源是，產生電力、熱或動能所燃燒的化石燃料。意味著，除非發展大量的低碳能源取代化石燃料，否則幾乎不可能減少溫室氣體濃度達到永續的水平標準。低碳能源有兩大範疇，第一種範疇是再生能源，包括太陽能、風能、水力、生質能與海洋能源，第二範疇則是核能。從原始的能源供應量來看，2008年的數據顯示，化石燃料佔了85%，核能供應2%，再生能源佔13%。（編註：核能發電的碳排放，雖比石化燃料為低，但仍為再生能源3倍以上，近年將核電當作低碳能源的說法有極大爭議，相關討論可見〈核電無助減碳〉）

沒有人可以斷定未來幾年、幾十年、幾世紀後，地球到底會變得多溫暖。部分原因在於，無法知道未來人類會排放多少溫室氣體。也是因為科學家無法預測氣候變化對於增加的溫室氣體量之敏感程度。還有一些其他的不確地性，像是海洋和陸地吸收二氧化碳的速度變化，以及不同的回饋途徑可能會因為人為排放溫室氣體而造成暖化加速。因為這些不確定因素，科學家通常會提供不同溫室氣體排放情境下，未來溫度可能的變化範圍。聯合國跨政府氣候變遷小組(IPCC)，在最新的科學評估報導檢視了一系列的溫室氣體排放量情境。若是溫室氣體排放量直到本世紀末期才下降，2100最佳估計的溫度上升值為4℃，可能的上升溫度落在2.4~6.4℃之間。相反地，若是排放量迅速下降，最佳估計的溫度會上升1.8℃，可能的範圍落在1.1~2.9℃。因為氣候系統的慣性和一些溫室氣體在大氣中的生命周期很長，科學家預估地球將會持續暖化─大約為增加0.6℃──甚至在現在人類

「地球工程」是「直接處理」氣候變遷效應的計畫，通常是從大氣中移除二氧化碳，或是限制到達地球表面陽光量的工程。目前，大規模的地球工程仍處於概念階段。提倡者宣稱，若是人類想避免氣候變遷帶來的惡果，地球工程勢在必行。但反對人士批評，地球工程並不實際，也人類可能會因此忽略了真正的減量行動。地球工程的第一大類，是移除大氣中二氧化碳的設計。包括設計機器、利用高分子塑膠從大氣中抽取二氧化碳，這種機器也稱做人造樹。也有的方式是設法增加海洋吸收的二氧化碳量，例如添加大量的石灰到海洋中進行固碳作用。

碳排放也可以外包？其實，原文outsouce的意思，和「外部化」的意思相當，意指本國人所使用的產品或服務，是在境外製造，碳排放也算入製造國，而非輸入國，造成計算上不公平的現象。這種現象，英文稱為「outsourced emission」，直譯為「外包碳排放」，也可以說是「碳足跡外部化」。計算一個國家溫室氣體排放的標準方式，是每一年加總其國土內所排放的溫室氣體量，再以稍複雜的方式，計算船舶與飛機載運貨品和船隻進出國家邊界，所造成的溫室氣體排放。這個計量模式的優點是計算方法很簡易，但是意味著，因種植或生產商品過程所造成的排放量是歸屬於生產國，而非真實消耗此項產品的國家。許多評論家認為此狀況是不公平的，因為較富有的國家可以宣稱他們正持續減少溫室氣體排放量，實質上呢，是將排放量「外包」到其他國家──越來越倚賴新興的經濟體，像號稱世界工廠的中國，碳排放密集的製造業大量集中於此，即是一例。

如果溫室氣體排放量持續增加，冰原持續融化，那麼世界上許多城市將面臨威脅，而這或許只是時間早晚的問題。聯合國跨政府氣候變遷小組(IPCC)在2007所提出的評估報告指出，2090-2100時，全球海平面將上升180mm至590mm不等的高度。這個範圍比起IPCC 2001年所預測的還小，但是2007的評估報告排除了大陸冰棚融化速度的不確定因子。過去幾年內，格陵蘭島邊緣和南極洲西部的許多冰河流向海洋的速度加快。電腦的模擬程式並沒有完整描繪出這加速現象背後的動態，所以IPCC評估報告並沒有包含這個因子，但是報告裡確實有提及危險因素。美國國家研究院在2010考量新的資料後(像是融冰)，提出預估，地球海平面上升的總和在2100將達到500~1000mm(20-40inch)─但是2011另外一份報告卻指出格陵蘭島的冰層可能比先前認為的還要更安全。