2015年12月30日 星期三

碳的循環(一)


前篇提到, 千百萬年來, 二氧化碳這種「温室氣體, 為地球負擔了25%的「保暖」工作, 吸收來自太陽、及由地面和海洋散發出的熱能, 並「保存」在大氣層中, 以保持地球的溫度穩定, 適合各種生物生長, 否則就沒有現時我們人類的文明世界。

現時人們口中說要減少大氣層中的「碳」、「碳排放」、「碳足跡」的「碳」, 其實都是指二氧化碳中的「碳」。在未有人類之前, 大氣層中的二氧化碳的主要來源, 主要是由生物呼吸、火山爆發、和雷電引起的森林大火和燎原大火; 有了人類之後, 刀耕火種、生火取暖, 又是另一個來源; 250年前的「工業革命」之後, 大部份就是來自燃燒含碳的「化石燃料」, 如煤、石油及天然氣等。

奇怪的是, 同樣是「温室氣體, 水蒸汽雖然負責了65%的地球「保暖」工作, 卻沒有如二氧化碳一樣的被特別針對, 天天有人在喊要減少「碳排放」, 要留意自己的「碳足跡」, 而從沒有人叫要留意「水足跡」, 原因很簡單, 水蒸汽在通過「水---水」的循環過程, 只留在大氣層中約十天, 不會把吸收到的熱能, 長期留在大氣層中, 而二氧化碳留在大氣層中的時間, 平均是六十年, 是水蒸汽的2,000, 期間所吸收到的熱能, 也一起留在大氣層中, 為地球「保暖」。

雖然天天有人大喊說大氣層中的二氧化碳不斷增加、「碳」不斷增加, 但地球上總體「碳」的份量, 卻沒有改變, 只不過是有更多的「碳」, 以二氧化碳這種「温室氣體」的形式存在大氣層中而已。其實, 「碳」亦有如水一樣, 有自己的循環系統, 而大氣層中的「碳」, 只佔總體「碳」的份量的極微少的部份。

地球上所有的「碳」, 99.99%是貯存在石灰岩中, 其次是海洋, 有三十八萬億噸的二氧化碳溶解在海水中, 第三位是泥土, 跟著的是植物, 而泥土的貯存量是植物的三倍。海洋和植物亦會通過像「呼吸」的過程, 釋放二氧化碳到大氣層中, 但總體上的吸收量會比釋放量多, 而多出的份量, 約是我們人類所生產的一半。無論貯存在那裡, 所有的「碳」, 最終都會通過進入大氣層而改變貯存的形式, 是為「碳的循環」。

2015年12月26日 星期六

為「温室氣體」平反


今年的「巴黎協議」, 通過「努力將全球氣温升幅限制在工業化前水平以上 1.5℃, 最終的結果, 當然就是要減少「温室氣體排放, 以避免地球的溫度過份升高。

一提到「温室氣體, 大家第一時間所想到的, 就是二氧化碳, 相信是因為過去的二十多年來, 各人的「環保」意識大幅提高, 人們印象中的所謂「環保」, 除了減少「製造」垃圾之外, 首要就是減少「碳排放」, 要留意自己的「碳足跡」, 不要只是顧住「嘆」而不顧「碳」。

所謂「温室氣體, 就是那些能吸收來自太陽光中提供熱能的紅外線。

太陽是地球的熱能的主要來源。日間太陽照射地球, 1/3的熱能被大氣層吸收, 令大氣層的溫度升高, 其餘的2/3則被地面和海洋吸收。在晚間, 沒有了太陽的熱能, 大氣層的溫度急降, 較暖的地面和海洋, 則散出熱能到大氣層中, 以保持大氣層的溫度。在整天之中, 不論日夜, 熱能都不斷的由大氣層散回太空中, 否則地球就會不斷的加熱。如是者經過千百萬年來, 地球得到一個熱能的平衡, 使整個地球的平均溫度, 保持約在十四度, 而負責在大氣層中吸收和保存熱能的, 就是在大氣層中的「温室氣體」了。

為地球「保暖」的「天然」的「温室氣體, 最主要的是水蒸汽、二氧化碳、甲烷和臭氧, 而以水蒸汽的貢獻最大, 平均約為65%, 二氧化碳則負擔了約25%的工作, 其餘的約10%, 由甲烷和臭氧去分擔。

在太陽照射地球表面時, 水份吸收了太陽的熱能而被蒸發, 升到高空而成為雲, 遮擋著太陽不能直接照射地球表面, 並吸收了太陽的熱能, 令地面較為涼快。在晚間, 雲亦吸收了地面和海洋散出的熱能, 不讓其直接散到太空中。所以若是晚間有雲, 就像為地面蓋了「被」一樣, 夏天時會較熱, 而冬天時則較暖, 在沙漠因為缺少水氣而沒有雲, 晚上溫度可降至零度以下。若是在夏天時下雨, 大氣層中充滿了水氣, 吸收來自地面的熱能, 加上濕度高, 令人的汗水難以蒸發散熱, 會令人覺得很「翳熱」。

至於二氧化碳, 更是自然界不可或缺的一部份, 所有生物, 都會排出二氧化碳, 在太陽光之下, 植物會通過光合作用, 吸收二氧化碳, 放出氧氣, 讓其他需要氧氣的生物得以生存。

所以「温室氣體, 並不是與生俱來就是「奸」的, 而是在過去的千百萬年來, 辛勤地為地球做著「保暖」的工作, 為其他生物, 當然包括我們人類, 提供一個穩定的適合生存的環境, 何罪之有哉?

不過, 過尤不及, 時移勢易, 温室氣體」有不同的「被定位」了。

2015年12月16日 星期三

全人類將會「被增重」


聖誕及新年長假在即, 很多不常見面的朋友都趁機相約飲茶、飯局, 互相update一下。

差不多所有朋友都不想錯過老友相敍的機會, 逢約必到, 但有個別聲言, 在這個月中, 已經、或將會食得太多了, 除了要照顧「三高」, 還擔心「增磅」, 所以到時出席, 只會是「齋傾」而不食。但無論你如果小心照顧自己, 不用多久, 都會無可避免的「被增重」, 份量不算太多, 以「公斤」(kilogram) 來計算, 約一億份之六而已。

事緣在十八世紀以前, 歐洲國家主要都是沿用英國的「度量衡」制度, 當時在日常普遍使用的單位, 是長度的「呎」和重量的「磅」, 相信大家都知道, 兩者都不但在計算上麻煩, 而實際上其定義也十分不科學。十八世紀末期, 法國決定制定一套全新的「度量衡」制度, 單位的定義必須要是「合邏輯」的、和合乎自然規律的, 並用白金鑄造了metre(「一公尺」或「米」) 、和kilogram(「一公斤」或「千克」) 的標準原形, 作為以後的參考, 那就是「十進制」(後來稱為「公制」)的開始。

1875, 「公制」已經在歐洲大陸和拉丁美洲的國家普遍使用, 法國就召開了第一次的「公制公約會議」, 參與的有當時的二十個發達國家, 會議上設立了三個工作組織, 負責發展和推動「公制」, 及管理各種標準原形。之後, 計量學家們發現白金並不如想像中的「恒久不變」, 而改用性質更穩定的白金和銥兩者的合金來鑄造標準原形, 並且為metre kilogram 制造了41個原形。

1889年召開的「公制公約會議」上, 通過將其中的一個原形, 存放在一個有三重真空的玻璃罩, 作為「標準的標準, 其餘的40, 分發給各與會國作為標準使用。這並不是就此一了百了, 標準的標準」亦並不是就此安枕無憂, 每隔40, 41kilogram的原形, 要「重聚」一次, 互相核對「體重」, 以確保大家都仍乎合標準」的資格。

1889年到如今的126年中, 隨著科技的發展, 「公制」的標準」單位, 已從只是長度和重量兩個, 發展到7, 但有趣的是, 其中的6個都已用了「合乎自然規律」的定義, 現時只有kilogram仍然是依賴標準」原形的。在上一次, 2009年的「重聚」中, 發覺kilogram標準的標準, 比其他標準」輕了, 有可能是因鑄造的合金氣化而令其「瘦身」了。

在兩個月前舉行的國際度量衡委員會的會議中, 通過需要尋找出一個「合乎自然規律」的方法, 重新定義kilogram, 並且在2018年的會議上, 通過和批准。不過, 那只是一個新的「方法」, 定義出來的結果, 仍然是基於現時「瘦身」了的「標準的標準, 到時「新」的kilogram, 會比現是的輕了約一億份之六, 亦即是說, 無論如何, 大家都會「被增重」一億份之六!

2015年12月9日 星期三

聖誕燈飾干擾Wi-Fi


前幾天與朋友午膳, 坐在餐廳內的一棵聖誕樹附近, 上有閃動著的聖誕燈飾。席間各人言笑甚歡, 沒有人使用手機或其他電子設備。在我們相鄰的幾張桌子, 都是一群一群的年青人, 他們進來一坐下, 點了餐飲後, 就拿出手機來, 「各自各精彩」, 享受餐廳所提供的免費Wi-Fi。但我注意到, 有個別幾個人, 似乎在接收Wi-Fi的訊息上有點麻煩。放眼遠望餐廳的其他地方, 食客們看來卻沒有同樣的問題, 可能是跟那些閃動著的聖誕燈飾有關了。

更準確地說, 應該不是與那些燈有關, 而是那些連接燈的電線。所有用電的設備, 不論是有線的或無線的, 都會發出電磁波, 有可能影響到週圍的電子設備的運作, 如室內無線電話的通話、電視機及收音機的接收等, 最常見的例子, 是當家中的雪柜或冷氣機, 在自動啟動或停止時, 電視的畫面會出現剎那受干擾的情形。

一般家庭中用的Wi-Fi路由器, 發射功率大概只有0.1「火」, 極易受到其他發出電磁波的設備的干擾, 即使家中的微波爐, 也會是原因之一, 若家中使用室內無線電話, 最好不要貪方便, 將電話底座與路由器放在一起, 否則只是自找麻煩, 令到在家中上網不順暢。一般的如看電郵等問題不大, 若是「睇片」, 則有可能會出現「定格」甚至「斷片」。

在公眾地方用來提供免費Wi-Fi的路由器, 發射功率會是較大, 但也不可能一部覆蓋全場, 要多部聯網, 在接近聖誕燈飾的那部, 就無可避免受到干擾, 若燈飾是閃動的, 情況會更差, 而在較遠的, 會不受影響或只有較少影響。我在餐廳所見到似乎有接收問題的幾個人, 相信是想用手機「睇片」吧。

我將現場觀察到的情況向在座的朋友提起, 那些在家中有安裝聖誕燈飾的朋友, 也表示有類似的情形。其實解決的方法很簡單, 現時的聖誕燈飾, 都是用LED燈泡的了, 功率低、省電耐用, 所發出的磁波的功率也低, 影響範圍小, 如能把燈飾與路由器之間保留兩米的距離就可以了。順帶一提, 若家中的電視畫面受到雪柜或冷氣機的影響, 可嘗試改變電視機的電源到其他「插蘇」位 , 會有助解決問題。

三年前的拙作, 微波爐干擾WiFi:
http://chayingluen.blogspot.com.au/2012/10/wifi.html