气候变化的成因
基础天气是短时间的大气状况，气候是多年的平均形态；全球平均温度上升、冰川融化与海平面上升等证据显示气候正在转变，人类活动燃烧化石燃料和滥伐林木强化了温室效应，火山与太阳活动等自然成因亦同时存在，构成「长期波动还是不可逆转趋势」的争论核心。
- 天气短、气候长：判断气候变化要看长期趋势和数十年数据，不能以单一事件下结论
- 证据五项：全球均温上升、热浪与异常温暖天气、海平面上升、冰川融化、极端天气频密
- 温室效应机制：短波进、地面放长波、温室气体吸收再射回——天然作用令地球宜居，被强化才是问题
文体小知识：自然系统说明文——讲解天气与气候的概念、气候转变的证据，以及温室效应的机制与人为和自然成因。
§课文原文 Passage
1天气指某一地区短时间内的大气状况，例如某日的气温、雨量和风；气候则指一段长时间（通常三十年）的平均天气形态。两者不可混淆：某一天特别寒冷，并不代表气候没有暖化；判断气候变化必须看长期趋势，正如量度海面高低要看多年的平均水位，而非一朵浪花。
2显示气候正在转变的证据有多项：近数十年全球平均温度急剧上升，较工业化前水平高出约摄氏一点一度；热浪和不正常的温暖天气更趋频密；冰川退缩融化；海平面上升令低洼海岸泛滥；极端天气情况愈来愈多。香港天文台的长期观测纪录同样显示本地气温上升、雨量变率增大。
3温室效应是大气的天然保温机制：太阳的短波辐射穿透大气到达地面，地面吸收后放出长波辐射；水汽、二氧化碳等温室气体吸收部分长波辐射，再把热量射回地面，令地表保持温暖。若没有天然温室效应，地球平均温度会远低于现况；问题在于人类活动令温室气体增加，强化了这种作用。
4强化温室效应的人类活动主要有五类：燃烧煤、石油和天然气等化石燃料，排放大量二氧化碳；滥伐林木，减少植物吸收二氧化碳；焚化垃圾排放温室气体；使用冷媒和喷雾剂排放氯氟烃；农业方面，种植稻米和饲养牲畜释放甲烷。各项活动叠加，令大气中温室气体的浓度持续上升。
5气候变化也有自然成因：火山爆发喷出的火山灰反射阳光，可令短期降温；太阳活动有周期变化；地球轨道和地轴倾斜的长期变动影响地面接收的太阳辐射量。支持「长期波动」的人指出气候向来有冷暖周期；反对者则强调近数十年升温速度远超自然变率，且与工业革命后的排放高度吻合，显示人为影响主导。这正是单元主导问题「长期波动还是不可逆转趋势」的争论核心。
1重点摘要 Summary
天气是短时间的大气状况，气候是多年的平均形态；全球平均温度上升、冰川融化与海平面上升等证据显示气候正在转变，人类活动燃烧化石燃料和滥伐林木强化了温室效应，火山与太阳活动等自然成因亦同时存在，构成「长期波动还是不可逆转趋势」的争论核心。
2生字卡 Vocabulary
某地短时间内的大气状况，例如气温、雨量和风，变化快而幅度大。
一段长时间（通常三十年）的平均天气形态，反映一个地方的长期大气特征。
全球平均温度持续上升的现象，主要与温室效应被人类活动强化有关。
温室气体吸收地面放出的长波辐射并把热量射回地面的天然保温机制；人类活动令其过强。
能吸收长波辐射的气体，包括二氧化碳、甲烷、水汽和氯氟烃等。
太阳发出的高能量辐射，大部分可穿透大气到达地面。
地面受热后放出的低能量辐射，会被温室气体吸收并再射回地面。
煤、石油和天然气等燃料，燃烧时排放大量二氧化碳，是最大的人为碳源。
昔日广用于冷媒和喷雾剂的人工化学品，既是温室气体，也破坏臭氧层。
吸热能力比二氧化碳强的温室气体，主要来自稻米种植、牲畜消化和垃圾分解。
3逐步讲解 Steps
- 第一步：天气与气候的分别天气是短时间的大气状况，例如某日的气温、雨量、湿度和风，数小时内便可急转；气候是长时间（通常三十年）的平均形态，稳定得多。举个例子：香港某个十二月寒潮来袭、市区跌至摄氏十度，是天气事件；香港气候属亚热带、冬天和暖，则是长期形态，两者并不矛盾。答解释题时，开首把两个定义写清楚便可拿基础分；判断气候变化必须用长期观测数据，如气候图和数十年温度纪录，不能以个别寒潮或热浪下结论——这一点是整个单元的方法论起点。
- 第二步：气候转变的证据官方课程列出的证据有五类：近数十年全球平均温度急剧上升，较工业化前高出约摄氏一点一度；热浪和不正常的温暖天气更趋频密；冰川退缩融化；海平面上升令低洼海岸泛滥；极端天气情况愈来愈多。举个例子：对比冰川同一位置数十年前后的照片，可见冰舌明显后退，是暖化最直观的证据。香港方面，天文台的长期纪录显示年平均气温上升、热夜日数增加、雨量变率增大。答题时证据宜列三项以上，并说明每项如何指向同一结论，论证才完整。
- 第三步：温室效应的机制机制分四步：第一，太阳短波辐射穿透大气，大部分到达地面；第二，地面吸收辐射后升温，并向外放出长波辐射；第三，水汽、二氧化碳、甲烷等温室气体吸收部分长波辐射；第四，温室气体把吸收的热量再射回地面，令地表和低层大气保持温暖。举个例子：夏天停在烈日下的汽车关上车窗，阳光进得来、热出不去，车厢不断升温，正是温室效应的类比。要点在于：温室气体截留的是地面放出的长波辐射，而不是太阳的短波辐射，机制方向不可写反；天然温室效应令地球宜居，被强化才是问题。
- 第四步：人为成因（一）：化石燃料与滥伐燃烧煤、石油和天然气等化石燃料，是二氧化碳最主要的来源：发电、工业生产和交通运输每年把地下亿万年储存的碳快速释放大气。滥伐林木则从另一端打击碳平衡：植物行光合作用吸收二氧化碳，森林被砍伐和焚烧后，吸收能力下降之余，储存的碳更直接释出。举个例子：工业革命以来大气二氧化碳浓度持续攀升，时间上与化石燃料使用量的曲线高度吻合，是全球暖化人为成因最有力的证据之一。上一课的雨林砍伐正是这条因果链的具体个案，两个单元在此互相扣连。
- 第五步：人为成因（二）：垃圾、氯氟烃与农业其余三类人为来源同样须记准。焚化垃圾：燃烧废物直接排放二氧化碳等温室气体，堆填区的废物分解亦释放甲烷。氯氟烃：昔日广泛用于雪柜冷媒、冷气和喷雾剂的人工化学品，吸热能力强，同时破坏臭氧层，现虽受管制，大气中的存量仍发挥作用。农业：水田的淹水环境令微生物分解有机物时释放甲烷，牛羊等反刍动物消化过程亦排放大量甲烷。举个例子：同一分子量的甲烷在百年的时间尺度内吸热能力远高于二氧化碳，所以少数排放源的影响也不容忽视。答题时应把活动与气体一一对应，逐项连回温室效应。
- 第六步：自然成因气候向来受自然因素驱动，主要有三：火山活动——爆发喷出的火山灰和悬浮粒子反射部分阳光，令地表在数月至一两年内降温；太阳活动——太阳辐射输出有约十一年的周期变化，长期亦有小幅波动；地球轨道与地轴——轨道形状、地轴倾斜角度和方向的长期变动，改变各地接收的太阳辐射量，与冰期交替有关。举个例子：一九九一年菲律宾皮纳图博火山大爆发后，全球平均温度在其后一两年间明显回落，正好示范自然因素的降温作用。自然成因是真实存在的，这正是下一步辩论双方都要正视的基础。
- 第七步：长期波动还是不可逆转趋势这是课程单元的主导问题，两边论点都要能写。支持「长期波动」的一方指出：气候自古有冷暖周期，历史上曾有冰期与温暖期；火山、太阳活动和轨道变动至今仍在起作用，故目前暖化可能只是自然波动的一环。支持「不可逆转趋势」的一方反驳：近数十年升温速度远超自然变率，时间与工业革命后的排放高度吻合；温室效应的物理机制有科学共识；即使部分升温属自然，人为强化已是主流成因，且温室气体一旦累积便难以在短期内消散。举个例子：过渡期的争论焦点在速度与成因的吻合度，而非单看「气候有波动」这个事实。答评论题时须权衡双方证据的可靠性，再表明立场。
4图解 Diagrams
5例题示范 Example
资料回应练习：资料显示近数十年全球平均温度持续上升。试解释温室效应的机制，并说明人类活动如何强化这种作用，导致全球暖化。
- 审题：题目有两个任务——先解释天然温室效应的机制，再说明人类活动的强化作用，两层缺一不可；先在草稿列大纲再作答
- 机制分：太阳短波辐射穿透大气到达地面，地面吸收后放出长波辐射，温室气体吸收部分长波辐射并把热量射回地面，令地表保温
- 人为强化（一）：燃烧化石燃料大量排放二氧化碳，滥伐林木令吸收二氧化碳的植物减少——排放增加与吸收减少同时发生，浓度双重上升
- 人为强化（二）：焚化垃圾与堆填区释放二氧化碳和甲烷，冷媒与喷雾剂排放氯氟烃，稻米种植和牲畜消化释放甲烷——逐项连回温室气体清单
- 结论：温室气体浓度上升令吸收的长波辐射增加，保温作用过强，全球平均温度上升——紧扣题目「导致全球暖化」收结
- 答案：温室效应是大气的天然保温机制：太阳的短波辐射大部分穿透大气到达地面，地面吸收后升温并放出长波辐射；水汽、二氧化碳等温室气体吸收部分长波辐射，再把热量射回地面，令地表保持温暖。人类活动从两端强化这种作用：一方面，燃烧煤、石油和天然气等化石燃料排放大量二氧化碳，焚化垃圾和堆填区废物分解亦排放温室气体，冷媒和喷雾剂释放氯氟烃，稻米种植与牲畜消化释放甲烷，令温室气体来源大增；另一方面，滥伐林木令吸收二氧化碳的植物减少，碳汇萎缩。来源增加而吸收减少，大气中温室气体浓度持续上升，吸收的长波辐射随之增多，保温作用过强，全球平均温度因而上升，形成全球暖化。
6常见错误 Mistakes
75 题快测 Quick check
Q1天气与气候有何分别？
Q2列出三项显示气候正在转变的证据。
Q3温室效应的机制是怎样的？
Q4人类活动如何强化温室效应？请举三项活动。
Q5支持与反对「全球暖化只是长期波动」的论点各一项？
8重点回顾 Recap
- 天气短、气候长：判断气候变化要看长期趋势和数十年数据，不能以单一事件下结论
- 证据五项：全球均温上升、热浪与异常温暖天气、海平面上升、冰川融化、极端天气频密
- 温室效应机制：短波进、地面放长波、温室气体吸收再射回——天然作用令地球宜居，被强化才是问题
- 人为成因五类：燃烧化石燃料、滥伐林木、焚化垃圾、排放氯氟烃、农业释放甲烷
- 自然成因：火山灰降温、太阳活动周期、地球轨道变动；升温速度与排放吻合是人为主导的关键论据