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【環境與人】大氣資源綱要及展望--姜善鑫

環境與人
【環境與人】大氣資源綱要及展望--姜善鑫

大氣層是地球表面上的空氣層。地球上自有人類以來,空氣似乎一直存在著,而且似乎也從無匱乏過,因而大部分的人幾乎沒有認真思考過地球大氣是寶貴的重要自然資源。大氣資源又稱為氣候資源。1940 年代,美國著名氣候學者H.E. Landsberg 曾發表“氣候是一種自然資源”,從此氣候資源的重要性日益為人重視。目前氣候資料正是許多經濟學者、社會學者、及資源分析家分析自然資源時不可或缺的基本資料,所以氣候(大氣)資源是一地區或國家非常重要的自然資源。

大氣資源包含的內容非常多,主要有太陽輻射光能資源、溫度熱量資源、降水與蒸發水分資源、風能資源等。

太陽輻射是地球上最主要的能源。在大氣層頂的太陽常數雖然會隨著時間不同而有些微差異,但是其變化並不大,大約其平均值為1.96卡/平方公分/分鐘(或1370瓦特/平方公尺)。當太陽輻射穿過大氣到達地表面時,會受到大氣的吸收、散射、反射等影響,而使得其強度減弱,並且其性質也產生變化。就平均而言,到達地表面的太陽輻射能的量約為其大氣層頂的一半,而且其中的紫外輻射線也幾乎消失殆盡。

溫度的高低與變化,不但影響人的健康,而且也影響所有生物的生長。人對溫度感覺舒適與否,最常用“不舒適指數”來表示。人的身體對實際氣溫的感覺溫度稱為體感溫度,體感溫度會受到實際氣溫、相對濕度、風速等的影響。當不舒適指數過大時,所有人都會感覺到熱的壓力,這時根本不宜從事戶外活動,因而有某些地區或國家就有“酷熱假”的措施。植物與農作物的生長受到積溫的影響,例如水稻需要攝氏10度以上的積溫至少2300度。因此一地區要發展農業時,溫度資源不可忽視。

大氣中的降水資源雖然僅佔地球總水量的10萬分之一,但它卻是人類和所有生物賴以維持生命的最重要淡水資源。降水資源雖然非常少,但大自然因為有水的循環作用,因此可以生生不息的供應地球的生物圈所用。降水資源包含雨、雪、露等,不過除高緯度地區外,全球各地大致都是以降雨資源最為重要。全球降雨資源的多寡與緯度、氣壓、距海遠近、風向、地勢高度等有關。

風能是再生能源。當前由於火力發電會造成空氣污染,並且會增強大氣的溫室效應;核能發電有核輻射的憂慮及核廢料處理難題,因而風力發電最近已成為人類重要選項。人類利用風能的歷史悠久,早在10世紀時,中東地區的人就開始利用風能;12世紀時,歐洲人也利用風車產生風能,但是他們的規模都不大。風能的大小與一地區的盛行風向及其風速有關。

台灣的地理位置因緯度較低,太陽輻射光能資源與溫度熱量資源相當豐富;又因台灣位在季風氣候區,因而大氣中水氣資源較多;風能資源在部分地區,尤其在離島地區的潛力也是很大。因此如何有效規劃及開發這些大氣資源,,應是我們努力的目標。