許耀升(馳品設計執行長)
非人為縱火、無閃電, 2025年的美國洛杉磯大火蔓延,已造成至少24人死亡,並吞噬了數千棟建築物,使18萬人被迫逃離了家園。但這場美國歷史上最具破壞性的加州野火,肇因卻是至今待查不明!
世界各地的媒體新聞都在瘋狂著報導加州洛杉磯山火,但這場起因為何?至今連美國的調查人員也摸不著頭緒,正在評估著各種可能。首先研判出這場野火最早的起火點原因,應該是在皮耶德拉莫拉達大道一棟住宅的後面,因為強勁的「聖安娜焚風」而造成了火勢的擴散。而原本被美國國家防火協會列為是被閃電擊中所引發的頭號主因,目前被調查人員已排除確定不是這次山火肇因的可能性,因為資料查詢,斷崖山火與伊頓山火延燒區域近日來均無閃電的紀錄。
美聯社報導指出除閃電之外,往年美國山林大火還有另外兩項最常見的主因是蓄意縱火與電線走火。在2017年的湯瑪斯山火,曾造成2人死亡、440平方哩土地燒毀,是加州史上最大規模的野火之一,而起火的原因就是因為電線在強風吹襲下所碰觸起火。還有其他常見的原因如廢棄物燃燒、施放煙火和意外等各種原因,2021年一對夫妻因為開派對時施放煙火而引發大規模野火,其火勢就延燒了96平方公里,導致5棟房燒毀,一名消防員殉職。
但截至1月11日為止,斷崖山火及伊頓山火都查出並沒有蓄意縱火跡象,也沒證據顯示野火是由電線或其它所述原因所引起。而且早在野火發生的前幾天就已有聖安娜焚風相關的預報,氣象專家紛紛提醒在乾燥的山區叢林下,容易使山火發生的風險增加,但即使在這般的警告下,加州大火還是一樣的發生了。
於1月20日即將上任的美國總統當選人川普,就野火延燒一事批評是因為加州官員的無能,並質疑因加州州長紐松未將北方水源引進加州導致,加上其它的輿論撻伐其相關消防部門預算被大幅削減,或當地人口上升關係等等,才導致了這場火災變得難以控制。但真的僅只是需要去換了個官員?或引進北方水源?還是不削減預算甚至管制當地人口的上升,就能夠阻止掉這場山火的發生嗎?政府部門也無須面對這場浩劫所帶來的沉重追究與指責?若從從另一個角度去切入看這場火災成因,並深究其災難背後所潛藏的真正危機。那麼一場洛杉磯的世紀大火,絕非是僅僅靠著片面上的改變,就能翻轉掉這場浩劫!
首先,加州有著充沛明媚的陽光,加上夏日季風的助陣,這使得加州有著龐大優勢去推動綠色能源的持續進展。在2024年7月30日,史丹佛大學教授 Mark Jacobson在長期主導大氣能源之研究計畫,對加州可再生能源表現的持續追蹤,他表示加州已經連續百天記錄能靠著可再生能源去滿足全加州的100%電力需求,達成淨零排碳目標。這顯示加州在可再生能源的穩定發展上大幅提升,而最大的功勞來源,就來自於加州是擁有著全美國最大規模的太陽能發電設施。
在環保、科技方面一直走在最前頭的加州,也是第一個成為了美國首個在建築法規中,明訂所有新建的平房和公寓都必需在屋頂加裝太陽能板的州,在屋頂光電的大幅成長下,其加州太陽能發電的產能已累積多達50MW,今年更將突破70MW安裝量。根據研究機構Wood Mackenzie和太陽能產業協會2024年資料顯示,加州是目前太陽能發電量全美居於榜首,過去二十年來,加州儼然成為了美國光電能發電的最佳佼佼者,Jacobson 教授表示,整個加州從今年三月初到了現在,加州已經在火力發電廠的使用率上降低達到40%。
加州洛杉磯一帶屬於地中海型氣候,其高溫氣候和乾燥植被,每逢夏秋兩季容易好發野火。但奇怪的是,加州在於可再生能源的穩定發展大幅提升上,照理愈是趨近達成對於淨零排碳之最終目標,不就愈是能夠減少碳排放產生溫室效應,降低環境的溫度,好去改善極端氣候嗎?然而現實中,加州過去十年全州平均氣溫仍是比20世紀平均氣溫的華氏57.4度高出0.8度。科學家們也指出,這就像是人類發燒一樣,氣溫一年的平均升高零點幾度聽起來似乎不算多,但當在野火、熱浪爆發的不正常作用下,只會產生更強烈的氣候反應。
什麼是太陽能板的光電效應?愛因斯坦主張,光的能量並非均勻分布,而是負載於離散的光子,當太陽能板吸收光子的能量時會激發出自由電子,也就是所謂的光電子,但產生光電子的能量僅只與光的頻率有關,而與光的輻照度無關。到達地球後的太陽光,其實波長分佈從 300 到 2700 奈米都有,而一般的太陽能板如單晶矽電池只能去吸收 300 到 1100 奈米的光波,1200 奈米以上的波段則皆無法去轉化,也就是所謂的輻照度。這些1200 奈米以上波段通稱為不可見光,跟介於300到1100可見光譜的光子並不相同,它們一般呈現紅外線形態,但在大氣層吸收下它們也能轉換為熱輻射,這些太陽光波段因為太陽能板的吸光不吸熱特性,有些被反射到當地環境當中,有些則是附著在太陽能板上形成熱傳導影響發電效率,但不管怎樣,這些波段一般我們都會統稱為熱能。
光因為具備波粒二象性的特性,所以它能夠以光子的介質形式去傳遞著熱能在宇宙間去光速前進,在依存模式裡,能量僅只能在質量上去運動作功,不管是光、電和熱還是射線,都需要粒子作載子才能傳送,所有能量在運動過程中,若沒有介質載體的話,能量就不會轉移。但太陽能板雖然吸收大部分的陽光,也只有一小部分,僅約15%~20%的入射能量會轉化成為光電能源,但剩下的能量會轉變成熱量重新返回到環境!因為太陽能板吸收走了大量的光子,剩餘的熱能並無法靠自己反射離開地球,所以只能殘留在大氣層中。且太陽能面板通常顏色很深,因此會比地面吸收到更多額外能量,反而降低原有地面生態環境的返照率,而這些熱量最終都還是會回到環境上。
美國馬里蘭大學研究所也在撒哈拉沙漠的光電廠研究報告中指出,太陽能發電廠與附近周圍的環境溫度相比,太陽能發電站的溫度會比附近還高出3至4度,這會引發出熱島效應。而所謂的「熱島」,就是會阻礙鋒面的形成,太陽能板產生的熱傳導被釋放到周圍的環境去,不但會對地區的降雨不利,也使周圍的氣候變得更極端!
加州地區從去年11月到今年1月,洛杉磯當地就遲遲未迎來雨勢,再加上人稱「魔鬼風」的聖安娜焚風今年變得更加異常猛烈,其背風坡地形在持續無雨和強勁焚風的協同效應之下,讓野火出現在不該出現的冬季降雨季期間,還更助長其火勢一發不可收拾,造成美國有史以來規模最嚴重、最具破壞性的森林野火。這在大規模太陽能產業的發展下,卻反而使極端氣候更極端,完全像是本末導致一樣。
高溫,是目前大家所認同引起加州這場野火的最主要因素,2024年已確定成為有史以來最熱一年,美國的加州更是破記錄的出現45℃極端高溫,這也是為什麼歷年來最重大的山火事件,盡是發生在最近這十年間。過去一年,光是加州大規模的太陽能發電佈建量其實就已經增加 30%,7月夏季的加州太陽能發電尖峰值更達到了 19,368MW。
我們應該捫心自問,當全球各國都在全力發展著太陽能時,這些由世界上所有人類資源所共同製造出來的大量太陽能板佔據著整個世界時,難道沒人有一絲絲的疑惑過這樣會不會因此讓更多的熱能殘留在大氣層內,而使地球變得更熱嗎?我們只有一個地球,但現在的加州洛杉磯事件,卻可能在各地上演,這才是未來最可怕的事情。(照片翻攝畫面示意圖)