創新商業｜研究：碳排會讓平流層變薄，可能影響衛星和 GPS 運作

過去人們對大氣層的認知，是基本的對流層、平流層、中氣碀….等分層，人們生活在平均高度約 10 公里的對流層中，平流層則是長途航班會飛行的地方、也是臭氧層濃度最高的區域。一般認為，臭氧層變薄與溫室氣體的濃度增加，會造成溫室效應，進而引發後續的氣候災難。不過現在有研究發現，碳排放不只造成溫室效應，也會使平流層變薄，造成人造衛星與 GPS 定位、無線電通訊潛在的影響。

科學家在《環境研究通訊（Environmental Research Letters）》科學期刊上發表了最新研究，他們發現人類排放的大量溫室氣體正在讓平流層變薄。

科學家發現，平流層自 1980 年代以來，已經變薄了 400 公尺；若人們沒有大規模動作減排，平流層在 2080 年時預計會再變薄一公里。這會造成什麼影響？科學家指出，平流層變薄很可能影響人造衛星、GPS 導航與無線電通訊的運作。

平流層位在對流層之上，高度約為 20 至 60 公里。事實上，科學家早就發現平流層有變薄的跡象，但當時普遍認為是因為臭氧層變薄而造成的，因為臭氧會因為氟氯碳化物而分解，但在 1987 年《蒙特婁公約》簽訂後，全球禁止使用氟氯碳化物（CFC）後，臭氧濃度便開始回升。因此，臭氧減少會使平流層變薄的假設便說不通。

而在本次研究中，科學家搜集了 1980 年以來的衛星資料，首次證明了平流層變薄的現象，也發現主因不是臭氧層，而是碳排放。當二氧化碳在對流層時，會吸收熱而膨脹；但一旦二氧化碳上升到平流層之上，反而會讓空氣冷卻，而使空氣收縮，進而造成對流層越來越厚、平流層漸漸變薄的現象。

臭氧層是阻擋紫外線的重要角色，可以保護地球上的生物不遭受到太陽的直接輻射，也因此當人們發現氟氯碳化物會破壞臭氧層時，迅速簽訂公約限制氟氯碳化物的使用。然而，人們對於大氣層的了解仍不足，平流層變薄會造成什麼影響，科學家僅能提出目前所發現的：

平流層變薄可能會改變平流層過去吸收、傳遞輻射的方式、以及整體平流層的動力學；此外，這也會影響人造衛星的運行軌道、軌道的壽命，並且進一步影響大氣中電離層的電子密度與無線電波的傳播，最終導致 GPS 定位系統與其他導航系統的性能受到影響。

今年 4 月，科學家研究發現了全球暖化使得大量冰川融解改變了地球的重量分佈，讓地球的地軸產生偏移。而現在，新研究發現溫室氣體會影響到大氣層，顯示人類活動所造成的氣候風險嚴重程度已經達到「行星等級」，西班牙維戈大學的研究人員 Juan Añel 表示這相當令人震驚，「這證明人類活動擾亂了 60 公里內的大氣層。」

未參與本次研究的英國雷丁大學威廉姆斯教授則評論，「令人驚訝的是，經過數十年的研究，氣候變遷竟然還有我們不知道的副作用。」根據他自己的研究顯示，氣候災難將使得飛機遇到亂流的次數增加至 3 倍。而本次研究，也鼓勵更多專家投入研究了解大氣層上層，以及碳排還會對大氣造成什麼影響。

隨著溫室效應、全球暖化越來越嚴重，氣候災難也越來越多。越來越多新的研究發現碳排、溫室氣體對地球環境的影響不只造成暖化，還有更多潛在影響的面相。為了讓地球環境長久保存給後代子孫，我們更應該想辦法減少溫室氣體的排放，追求淨零排放，以減緩氣候災難帶來的影響。

參考資料

《環境資訊中心》研究首證實 碳排使平流層變薄 可能影響衛星和GPS運作
《The Guardian》Climate emissions shrinking the stratosphere, scientists reveal
《明日科學》科學家們警告，人類所排放的溫室氣體正使得平流層厚度不斷地縮小中

（首圖來源：Photo by NASA on Unsplash）

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