〈全球沸騰現轉機〉科學家在北極利用地球工程重建海冰、非洲轉向更環保的能源

壹、2024年全球沸騰加劇，導致全球極端天氣災難頻傳

2024年12月10日哥白尼氣候變化服務科學家尼可拉斯說：「目前根據2024年前11個月的數據，我們幾乎可以肯定2024年將是有史以來最熱的一年。」全球沸騰與極端氣候導致災難加劇，2024年台灣首度打破「4年無颱」記錄，颱風季甚至延至11月，創台灣氣象史新記錄。茲舉3則國際極端氣候事件分述如下：

1. 加拿大：2024年1月加拿大嚴寒，西部地區氣溫驟降至-45℃，導致管線爆裂、車輛無法啟動，人們紛紛尋找避寒方法。急速噴流(Jet Stream)造成卑詩省西南部部分地區逾300mm的降雨，引發山洪與逾3人死亡；2024年7月24日野火席捲加拿大度假勝地賈斯珀（Jasper）國家公園的旅游小鎮區，摧毀附近30%的建築物，損失近9億元，成為加拿大史上第9大災難。通常加拿大野火是由人類引發的，但2024年主要由大自然所引起。加拿大亞伯達省（Alberta），又稱阿爾伯塔省或艾伯塔省（簡稱亞省），亞省野火局資訊官員何塞聖翁格(Josée St-Onge)表示：「今年我們確實看到比平常更多的閃電火災。因此，其中大約一半是由閃電引起的，其中最集中的是7月。」在705,000公頃被燒毀的土地中，近33,000公頃位於賈斯珀國家公園，這是亞省2024年最大的野火之一。

2024年8月5日20:00左右，加拿大環境與氣候變遷部警告將出現暴雨和可能有棒球大小的冰雹，隨後冰雹襲擊卡城北部部分地區，摧毀房屋和車輛，甚至導致卡城國際機場航站樓部分屋頂受損而關閉。9月11日加拿大保險局IBC (Insurance Bureau of Canada)稱，亞省保險公司收到超過13萬起索賠，一場毀滅性的冰雹風暴襲擊卡爾加里(Calgary)，造成約28億元的損失，成為加拿大史上損失第2大的天氣相關事件。加拿大東部魁北克省、安大略省和加拿大大西洋部分地區，在2024年颶風季節，並遭到貝裡爾(Beryl)和黛比(Debby)颶風的殘餘風暴襲擊。貝里爾颶風是2024年大西洋颶風季的第2個命名風暴、第一場颶風和第一場大型颶風，是美國國家颶風中心有記錄以來首個在6月達到4級的颶風，也是最早在7月達到5級的颶風。

2. 法屬馬約特島：法屬馬約特島（Mayotte），位於印度洋莫三比克和馬達加斯加之間，2024年12月14日遭到近百年來最強氣旋「奇多」（Cyclone Chido）侵襲，許多村莊一夕間從地球消失，據信造成至少數百人，甚至上千人罹難。「奇多」氣旋風速高達226km/h。許多臨時搭建的房屋被摧毀，這些房屋多為來自鄰近葛摩（Comoros）的非法移民住所，馬約特是法國最貧窮的島嶼，也是歐盟最貧窮的地區。馬約特行政長官比維爾（François-Xavier Bieuville）12月15日表示，目前已確認11人死亡，但實際死亡人數可能遠超此數，甚至可能達到數千人。由於當地居民大多是穆斯林，傳統上會在24小時內下葬，加上約有10萬非法居民不敢求助，因此難以統計確切的死亡人數。醫院、學校都遭到破壞，房屋更是被夷為平地，船隻翻覆，電力中斷，當地居民形容災情如同「世界末日」。2024年12月22日中央社報導，莫三比克災害管理機構表示，熱帶氣旋奇多（Cyclone Chido）橫掃印度洋後，奇多氣旋在鄰近的莫三比克造成至少94人喪生。法新社報導，奇多登陸後，以260km/h的陣風席捲莫國北部德爾加杜角省，一天內降雨量達250mm。受這場風暴影響的62萬名莫國民眾當中，有超過50萬人集中在德爾加杜角，莫三比克是受氣旋奇多影響死亡人數最慘重的國家。奇多於12月17日在辛巴威附近消散，不過行經路線仍造成嚴重的破壞，莫三比克官方公布，至少造成94人喪生。專家說，這場風暴因人為氣候變遷而變得更加嚴重。

3. 美國：2024年12月14日冬季龍捲風肆虐美國加州中部一座購物中心附近，惡劣天候吹翻當地多輛汽車，還將樹木連根拔起，多人緊急送醫救治；位於北加州的舊金山，當局更是首度發布龍捲風警報，災害造成聖塔克魯茲縣（Santa Cruz County）斯科茨谷鎮（Scotts Valley）嚴重災情，舊金山市中心首次發布龍捲風警報。國家氣象局指，惡劣氣候始於12月13日晚間的冰風暴，包含愛荷華州全境與內布拉斯加州東部等地，風速約128.74km/h評為EF-1級，屬於中等損害程度，氣象學家貝林格（Dalton Behringer）稱這是強線性風(straight-line winds)所導致的災情，另據NOAA數據顯示，龍捲風平均每年會發生11起，不過都發生在春、秋季，這次發生在冬季相當罕見。

因為全球暖化嚴重，近年美國越來越難見到「白色耶誕」，然而12月13日晚間舊金山首次發布冬季龍捲風冰風暴後，卻於12月24日在美國東北部出現罕見12月單波降雪10cm，紐約3年來首次12月下雪下到積雪，雖只10cm已讓紐約變成銀白世界。從布魯克林大橋到中央公園，在耶誕前夕，通通被換上一層白雪裝扮。隨著暖化越來越嚴重，部分美國地區冬季沒有雪，只有冬季風暴。不過2024年在東北亞的日本，由於12月24日受強勁寒流襲擊，導致東北青森縣積雪超過3m，打破12月觀測記錄。往南長野縣信農積雪86cm是往年3倍，新潟縣湯澤113cm，也是往年2倍，這些地區幾乎都已變成雪城。在全球氣候變遷下，這些異常現象都可視為常態，而見怪不怪了。

貳、劍橋大學氣候修復中心與英國Real Ice公司連手導入地球工程重建北極海冰

隨著全球急速暖化並進入沸騰時代，北極海冰逐漸縮小中，自1980年代中期以來，北冰洋已失去95%最古老、最厚的冰，剩下的冰還很年輕而且很薄。一些科學家預測，北極最快可能在2030年代即將出現無冰夏季，造成全球性危機，因為明亮的海冰表面可反射太陽能回太空因而加速地球冷卻。當海冰融化後，暴露在下面的深藍色海洋則會吸收更多的陽光，造成惡性循環，全球暖化使冰融化，而融化的冰又加速全球暖化，終於導致全球沸騰時代來臨。

2024年12月19日美國CNN報導，劍橋大學氣候修復中科學家在加拿大境內北極深處和英國新創公司Real Ice團隊，正冒著暴風雪在海冰上鑽洞，抽出海水後凍結在地表，隨時間讓地表冰層增厚，期能恢復北極原來海冰厚度，以減緩人類排放溫室氣體對冰層的影響。方法是在海冰下插入電動潛水泵，將海水泵到海面，當水像一個巨大的水坑一樣在冰上匯聚時會結冰，慢慢形成一層額外的冰，同時還會清除冰頂部的積雪，引發海冰底部的額外生長。目前研究團隊已經在北極進行近2年現場測試。2023年已在阿拉斯加測試檢查設備是否正常運作，以及是否能夠承受嚴寒。第1次於2024年1月在加拿大劍橋灣開始測試，研究範圍覆蓋約4,000m2的冰層，與控制區域相比，1～5月期間平均增加50cm的冰層厚度。第2次於2024年11月再度開始新一輪測試，至今已覆蓋40,000m2範圍，試驗前10天發現冰已經厚10cm，預計到2025年5月冰層可增加最多76cm。最終目標是加厚100,000km2的冰層，科學家認為這個區域足夠大，可以有效減緩甚至扭轉北極夏季海冰的損失。

在測試開始的第10天，冰層已增厚逾10cm，最終目標是利用無人機自動化所有增冰過程。實驗所使用的無人機機長約2m，並由氫氣當成驅動能源，科學家團隊將加熱鑽頭裝載在無人機上，並慢慢將冰層融出孔洞。Real Ice執行長奇科利尼(Andrea Ceccolini)表示，除了冰凍海水外，還會去除冰層上的雪，也就是去掉雪層的隔熱效果，讓海冰底部能夠吸收更多的冷水量，促使其增厚，這項計畫將部署約500,000萬架無人機，並避開動物遷徙路徑或船運航道。如果一切按計劃進行，預計8～10年內就可以擴大規模，而成本估計每年要花費50～60億美元，目前大部分是Real Ice自籌資金，部分來自投資者，最終目標是全球基金或政府介入支付費用，並設想出售冷卻積分銷售「冷卻信用」，讓排放汙染者支付冰凍海水的費用，以「抵消」他們對地球造成的傷害。

美國伍德韋爾氣候研究中心（Woodwell Climate Research Center）專家法蘭西斯（Jennifer Francis）表示，她能理解這項計劃的原理，然而此法即使在小範圍有效，能否長期且大規模產生足夠的冰層則是根本問題。英國布里斯托爾大學極地研究專家巴格修（Liz Bagshaw）警告，該計劃可能對這個脆弱地區產生難以預料的生態影響。對此Real Ice執行長奇科利尼並未否認學者的質疑，例如冰層厚度可能影響藻類生長，然而他認為整體影響是有限的。

本項提案屬於地球工程項目，與其它如安裝巨大的水下窗簾以保護冰蓋，或撒上微小玻璃珠以反射陽光，同樣仍備受爭議的作法。但研究團隊表示，他們的計劃對自然生態不可能完全沒有影響，但在目前無法有效迅速應對全球暖化的情況下，這種作法是保護地球生態系統的最後機會。

参、非洲積極擴展綠色能源計畫，近半數的創投公司都投入綠能計劃

非洲特別容易受到全球沸騰與極端氣候，尤其受乾旱、沙漠化及洪水等事件影響，衝擊非洲人的生活和商業活動，如今仍有超過5億人無電可用。一些金融家乃決定優先考慮在非洲進行投資氣候和潔淨能源領域，認為這不僅能吸引新的資金，還能緩解全球氣候風險，進而提高投資案的可行性。2024上半年新創公司在非洲近半數都投入綠色計劃，其中太陽能新創投資案大受青睞，因為太陽能板愈來愈便宜。除太陽能外，地熱也相當熱門，不僅成為肯亞能源發展的中流砥柱，在衣索比亞也蓬勃發展。

目前非洲計劃大幅提升綠能，減少依賴化石燃料，根據2024年10月16日優分析產業數據中心報導，全球能源監測機構(Global Energy Monitor，GEM)的數據顯示，非洲綠色能源預計將增加278%，遠高於全球平均的109%。非洲各國能源專案，約32,700 MW(兆瓦)的綠能正在建設，並有60,000 MW的綠能已投入營運。建設中的專案包括：1. 地熱(250 MW)、2. 風電(5,000 MW)、3. 太陽能(8,100 MW)、4. 水電(15,600 MW)、5. 核能(3,600 MW)及6. 生質能(120 MW)等。

非洲雖正全力推展綠能，但也有22,000 MW的化石燃料電廠正在建設中，並有25,000 MW處於前期建設階段。整體發電量中，化石燃料發電仍占總發電量的74%。目前，非洲許多國家已開始建設輸電網絡，例如肯亞與尚坦尼亞間500公里的互連線，以及塞內加爾至幾內亞比索1,700公里的輸電線，這些都是跨國電網建設的重要一步。非洲的電力公司可以藉由採用新技術來跳過傳統能源發展的階段。例如，實時電力管理系統能確保綠能全天候供應，只有在需求不足時才啟用化石燃料發電。此外，更先進的電池儲能系統可在高產出時儲存能源，在需求高峰期釋放，以達到電網的最佳化。若能成功實施這些能源轉型計劃，非洲將在未來數十年內成為全球能源市場的領軍力量。

肆、非洲「綠色長城」目標2030年修復1億公頃土地，封存2.5億噸碳

位於非洲撒哈拉沙漠以南、蘇丹草原以北的薩赫勒地區，受自然因素及過度放牧和資源開採等人為因素下，成為非洲荒漠化最嚴重的地區之一。為遏制撒哈拉沙漠南擴，由非洲聯盟主導，2007年發起「綠色長城」計劃。2012年，非洲部長級環境會議通過落實非洲「綠色長城」計劃的地區協調戰略，計劃最初目標是在薩赫勒地區種植長7,700km、寬15km的植被帶，西連塞內加爾、東達吉布地。2024年時該計劃已演變為一套綜合性的荒漠化治理體系，成員擴展至20多個國家和組織，其目標是2030年修復1億公頃土地，封存2.5億噸碳，創造1,000萬個綠色工作。

2024年8月26日《聯合國防治荒漠化公約》秘書處報告顯示，2007～2018年原定計劃區域內已修復400萬公頃土地，若加上計劃擴大區域則共修復約1,800萬公頃，植物生物數量較2007年增長約20%，土地修復進展較為突出的國家是衣索比亞、尼日和塞內加爾等。泛非「綠色長城」組織秘書處高級主管馬塞蘭薩努表示，建設非洲「綠色長城」的靈感，來自中國「三北」防護林工程，即指西北、華北和東北地區興建的森林帶，用以減緩日益加速荒漠化和水土流失。2017年中國科學院新疆生態與地理研究所與泛非「綠色長城」組織簽署合作備忘錄，雙方開展合作，增強非洲國家防沙治沙能力。「綠色長城」計劃11個創始國中有10個為最不發達國家，資金不充裕導致灌溉系統等基礎設施建設薄弱，項目拖延嚴重。據《聯合國防治荒漠化公約》秘書處估計，要達到2030年修復1億公頃土地的目標，每年修復速度應達820萬公頃，為此每年需支出36～43億美元。公約秘書處認為，受當地安全局勢動盪、資金短缺、技術落後、各國進展差距較大及協調不暢等內外部原因影響，因此推動「綠色長城」計劃仍面臨挑戰。2024年8月26日聯合國環境署的數據顯示，約45%的非洲土地面臨不同程度的荒漠化，其中55%有進一步荒漠化的風險。中國科學院新疆生態與地理研究所研究員雷加強指出，荒漠化是一個全球性問題，希望透過聯合發展技術試驗、技術培訓及技術展示等活動，提供建設非洲「綠色長城」的中國方案，讓荒漠化防治造福人類。

結語

2024年全球沸騰與極端氣候導致災難加劇，66年來首次在11月西北太平洋出現「四颱共舞」；台灣則首度打破「4年無颱」記錄，且颱風季甚至延至11月。2024年野火席捲加拿大賈斯珀國家公園的旅游小鎮，成為加拿大史上第9大災難。2024年12月14日法屬馬約特島，遭百年來最強氣旋「奇多」侵襲，造成逾數百人罹難。2024年12月14日罕見冬季龍捲風肆虐美國加州中部導致災情。

英國劍橋大學氣候修復中心與英國Real Ice團隊，冒著暴風雪在海冰上鑽洞，抽出海水後凍結在地表，在測試開始的第10天，冰層已增厚逾10cm，預計到2025年5月冰層可增加最多76cm。最終目標是加厚100,000km2的冰層，可以有效減緩甚至扭轉北極夏季海冰的損失。且2024上半年新創公司在非洲近半數都投入綠色計劃，非洲綠色能源預計將增加278%，遠高於全球平均的109%。而非洲自2007年亦發起「綠色長城」計劃，目標在2030年修復1億公頃土地，封存2.5億噸碳，亦將對緩解全球沸騰有所助益。

作者張泉湧/日本東京大學理學博士，歷任民航局組長及多所大學兼任副教授，著有網路《全球沸騰張泉湧專欄》及《圖解全球暖化之危機與轉機》、《全球氣候變遷─危機與轉機》與《圖解大氣科學》第三版等書