第二部 冰
全球暖化，高緯度地區出現「極地放大效應」，升溫速度較赤道地區更快，原因出在大量消融的海冰。攝影／Andrea Schettino，Pexels
採訪、撰文／王偉齡
歐洲的古城街道上，到處可見巴洛克時期（16世紀末至18世紀初）建造的壯麗噴泉，遊客意興闌珊地和噴泉拍照完，撈出泉水拍打皮膚：「我得用水來幫自己降溫⋯⋯」而地球另一端的日本北海道美瑛（Biei, Hokaido, Japan）被薰衣草染成大片的紫，但太陽底下不見遊客流連，反而旁邊的林蔭小徑擠滿了人：「沒想到北海道竟比台灣還熱⋯⋯」
暑假期間高緯度地區湧現一波波觀光避暑人潮，但說好的清涼呢？
2025年六月底熱浪籠罩歐洲，西班牙（Spain）、葡萄牙（Portugal）測得攝氏46度異常高溫，而日本氣象廳則在七月底測得北海道逼近攝氏四十度，加拿大多倫多（Toronto, Canada）也出現攝氏32度、體感四十度的異常現象⋯⋯這讓笑咪咪的聖湯瑪士大學機械工程研究所教授約翰·亞伯拉罕（John Albraham, Professor of Mechanical Engineering at the University of St. Thomas）難得皺起眉頭：「這就是極地放大效應（Polar Amplification），高緯度升溫超過全球升溫平均值，如果這個趨勢持續下去，海冰消失、永凍土消融，我們將走上不可逆的道途⋯⋯」
白與黑
過去北極的海面上飄浮著許多巨型冰體的小山，外層裹了白雪，冬天時海冰連成一片大陸，北極熊、海豹等生物能在上面狩獵遷徙，而夏季時冰層面積會縮小，但天氣變冷就會補回來——海冰，是藍海上靜謐的丘，潔淨的白是地球重要的保護色，默默調節平衡著氣候。
「我們之前提到，太陽光照地球，正常情況下，部分會被大氣層直接折射回宇宙、部分光進入地球會被海洋吸收，轉化成紅外線熱能以長波型態輻射回宇宙，一部分紅外線熱能則成為洋流，從赤道流向兩極，讓地球不致過冷或過熱。」亞伯拉罕教授精簡地前情提要，有助於往下推進「冰」的主題：「還有一部分的太陽光，是靠兩極的『冰』來處理。白色，能將所有光譜上的光反射回去，而白冰就像鏡子一樣，把光直接折射回宇宙。它有個很炫的名字，叫albedo，冰的反照功能可以減少日光留在地球。」
北極圈（the Arctic region）海冰對氣候調節的重要性，比南極（Antarctica）陸冰來得更直接。原因很簡單，因為它和海直接相連，而海是地球氣候的主要調節器，吸收地球絕大多數的熱（請參閱第一部）。作為高緯度海面上的「白色鏡面」，海冰如盾牌一般折射日光，也讓下面的北極圈海水不會吸收過多的熱，保持極地乾燥冰冷。
海冰還有另一個重要功能，就是「極地沉水」（polar deep water formation）。當海水結冰時，鹽分被排出，冰層下方的海水就會變得更鹹、更冷、密度更高、更重，一團團沉入深層海域，形成垂直洋流，成為推動全球洋流的一部份。
這裡停一下，必須搬出亞伯拉罕教授的物理腦，也就是他專精的領域——能量交換。
物理上，高低溫度／鹽度的濃淡會造成海水密度不同（低緯度海水溫度高而淡，所以能量高、密度低；高緯度海水溫度低而鹹，所以能量低、密度高），進而驅動海水水平與垂直上下的能量交換——低緯度海水攜帶熱能向兩極流動；到達高緯度後，洋流遇冷或結冰導致鹽分增加、密度提高，則部分水團會下沉（極地沉水），並與極地深層冷水交融；這些冷、鹹的海水再輸送回赤道，途中遇熱或鹽度變淡，部分水團就會上升，冷水團與海上層的熱水交融，形成所謂的「翻轉洋流」。
以大西洋為例，「大西洋經向翻轉環流」（Atlantic Meridional Overturning Circulation，簡稱：AMOC）是地球氣候系統中最關鍵的「熱量運輸帶」之一。它持續在赤道與極地之間交換熱能，驅動全球洋流，維持地球氣候的平衡，讓地球不致過冷或過熱。
消失的海冰
然而工業革命後大量產生的溫氣體擾亂了海冰的重要功能。溫室氣體層將紅外線熱能包覆在大氣層裡無法散逸，而海洋就盡責地一直吸收這些熱能，導致海洋升溫、海冰消融。
從1980起，我們已經流失了北極圈60%的海冰。
北極海冰衛星觀測與未來預測
資料來源／美國國家航空暨太空總署（NASA）
「海冰消失，一來極地就失去保護色，無法將光照直接折射回宇宙，地球就『收集』了更多熱、極地變暖；二來少了白色盾牌，下面深色海水曝露出來，極地海水就開始做工吸熱，極地海水再升溫，然後導致更多的海冰融化，也就是正向反饋（positive feedback loop）。」亞伯拉罕教授解釋。
而極地海水不斷吸熱升溫後，海面就會產生水氣，極地變得潮濕多雨。水氣是最強大的「天然」溫室氣體，吸收紅外線熱能、放大暖化效應。
極地雖然日照比低緯度地區少，但還是有，再加上赤道洋流一直往極地輸送大量熱能，但最終卻因溫室效應、極地海冰消融、海水升溫，極地水氣一旦變多就困住了那些熱，極地就更快速升溫，造就了「極地放大效應」。
然而糟糕的還沒完。
由於海冰融化，大量淡水就會稀釋極地海水的鹽度，密度變低、海水變輕，沉不下去；再加上極地海水升溫釋放出水氣，原本乾冷的北極就變得多雨，進一步淡化海水——赤道洋流抵達了北極卻沒有變冷變鹹，無法下沉與深層冷水進行能量交換、驅動洋流。
亞伯拉罕教授拿出他譬喻的真功夫，簡單易懂：「結果就像在一杯飲料裡，輕的浮上面、重的沉底，形成穩定的分層，這種現象稱為『海洋分層』（stratification）。
而當海洋分層越嚴重，洋流就會被打亂——熱能無法有效分散或平衡，就會使地球氣候走向極端。」
北極圈海冰正常分佈
- 冰雪高反照率，可直接將日照短波折射回宇宙，減少海水吸熱，有助維持極地乾冷。無水氣的夜間與清晨時，匯聚在極地的部分長波（紅外線熱能）可輻射回太空，極地散熱。
- 海冰形成時釋出鹽分，冰底下的海水變鹹。赤道來的熱洋流變冷變鹹後，下沉成為極地沉水，與深層更冰冷的海水融合，然後再返回赤道，是重要的熱能輸送／氣候調節系統的驅動力。
溫室效應下北極圈海冰消融
- 極地升溫=>海冰融＝>海水吸日照升溫=>極地再暖化=>更多融冰
- 極地升溫=>海冰融=>海水吸日照升溫=>大氣中水氣增加＝>水氣困住熱能無法散逸=>極地再暖化＝>更多融冰
- 極地升溫=>海冰融=>釋放淡水＝>海水變淡、削弱極地沉水=>海洋分層加劇=>表層更熱=>加速海冰融=>加劇海洋分層=>削弱全球熱量輸送與氣候調節功能
地底下的猛獸
現在才知道，原來那片純淨的白，後面具備這麼強大的功能，但海冰消融的後遺症，亞伯拉罕教授還沒說完：「接下來真的讓所有人擔憂的，是北極圈土地上迫在眉睫的危機。
加拿大和俄羅斯（Russia）等地的極北區屬於永凍土。與南極洲長年有厚厚的冰層覆蓋不同，永凍土是裸露的、沒有冰層覆蓋，因此含有許多有機質。顧名思義，永凍土長期處於零下，土中的水也永遠是凍結的，所以會困住有機體在低溫中慢慢腐化所產生的甲晚（methane），千萬年來累積的甲烷就這樣一直被冰封著。」
甲烷是非常強大的溫室氣體，對地球的破壞力比二氧化碳（CO₂）還強！
根據美國海洋大氣管理署（NOAA）等機構與聯合國政府間氣候變遷專門委員會（IPCC）的科學評估和文獻，北極圈永凍土區封存的有機碳（soil orgaince carbon，簡稱：SOC，多為甲烷）約為1,400GtC到1,700GtC（gigatonne carbon，十億公噸碳），是大氣中碳含量的兩倍左右。
不幸的是，IPCC同一年的地區性評估報告也公布了，過去五十年來北極的升溫速度極可能超過全球平均的兩倍
（AR6 WGI Regional Fact Sheet: Polar Regions, 2021）！溫室效應造成融冰，融冰又造成極大放大效應、加速極圈暖化，永凍土這個封存大量甲烷的古老大冰箱一旦失能，地底下的猛獸將造成全球氣候「斷崖式」的惡化——「大量甲烷被釋放到大氣中，我們就GAME OVER、玩完了，人類再也沒有轉圜的餘地。」亞伯拉罕教授說了重話：「這是我們最不想看到、最迫切的危機，也是所有氣候科學家最擔心的事。」
資料來源／美國國家航空暨太空總署（NASA）2023年一月發布Global Temperature Anomalies from 1880 to 2022
人為製冰機
冰天雪地裡，只有風聲呼嘯，目光所及只有雪片如刀般畫過空氣密密麻麻的線影。一些氣候科學家在最不適合的季節，去了最危險的地方。
「你幾乎看不到前方，所有東西都飛走了⋯⋯」安德烈亞·西可里尼（Andrea Ceccolini）是英國公司Real Ice的執行長，他的團隊在北極圈的永夜裡，試著將科學研究轉化為大規模實際行動，以驗證恢復北極海冰的可行性。
「真是非常瘋狂的一項計畫，我們要在這樣的情況下帶著『製冰機』前往適合的地點⋯⋯」在美國公共電視網（Public Broadcasting Service， 簡稱：PBS）的鏡頭下，人員只能眼睜睜地看著雪橇像玩具一樣翻飛、消失在黑暗中⋯⋯好不容易在視線極差的狀況下找到一個冰層開口，穿著厚重防寒裝備的他們吃力地裝好馬達開始噴水，冰層缺口慢慢癒合，凝結成五十公分厚的冰——這個小規模的前導計畫，達標！
「我們要製造足夠厚的冰層讓海冰撐過炎熱夏季。」但安德烈亞很清楚，這不是一個人定勝天的故事：「若真要執行，我們需要五千萬至一億個這樣的風力發電製冰機，用人工手動的方式去涵蓋北極圈的廣大海域。」只是極圈的冬季氣候多變惡劣，得想出另一個方法——海底無人製冰機。
如果是用海底無人製冰機，我們只需要五十萬台，用綠能生成動力，可以終年從冰層下方去執行製冰任務。而這樣的花費，一年大約是五十億到一百億美元。
修復北極海冰的任務似乎露出微光，但非常昂貴，而這項計畫的最終目的不是解決溫室效應，也不可能解決溫室效應，頂多「延緩」北極氣候臨界點的到來，為人類爭取一點時間。而延緩的期間內，人們必須趕快採取「便宜」的行動「保冰」。
「生活中，我們都能成為地球的守護者。從堆肥、回收、節能做起，降低溫室氣體排放。比如用心選擇要買的每一件物品，不需要的就不買、關掉不必要的電源、把垃圾變成黃金⋯⋯
佛教裡有一句話，大概是說『在垃圾裡也能看見花』（I can see flowers in the garbage，源自於佛教的教導，煩惱（垃圾）即菩提（花）），因為萬物循環，廢棄物也能化為新生。
同樣的，面對當前環境的重重困難（煩惱），只要我們把握機會改變生活、啟發他人、選出關心環境的領袖，就能讓希望重新發芽（花）。」
採訪到後來才發現，原來亞伯拉罕教授對佛學頗有鑽研，在難解的氣候議題裡，最後是以佛學的智慧，為氣候危機和人類的出路，提出樸實可行的解方。
