空氣污染-能源與冷凍空調工程系.ppt

第 九 章 能源與環境 湖泊優養化 9-4　熱污染 湖泊內各水層及湖水溫度分佈圖 9-4　熱污染 廢熱利用 若能將所排放的廢熱加以回收利用，其不但不會產生熱污染現象，甚至對於水產養殖有極大的幫助 9-4　熱污染 熱島效應 當人口逐漸往都市集中，其造成諸多能量的消耗而產生了甚多的熱能排放至空中；此外，高樓與大廈等矗立的建築物及路上的柏油路也促使地球表面在都市較鄉村為粗糙，且吸收較多的太陽熱能。因而不論白天或晚上都市皆較鄰近的鄉村具有更多的熱量，此即形成所謂的「熱島 (heat island)」 。 因為溫度較高，因此都市的熱空氣會上升，此時都市周圍的冷空氣則流向都市而造成一特殊的氣流循環系統。 9-4　熱污染 熱島效應示意圖 9-4　熱污染 熱島效應 若在冬季，熱島效應有助於減少取暖所需之能源，且能使路上的冰雪提早融化；但在夏季，熱島效應將造成人們使用更多的能源如空調，促使熱島效應更加明顯。 在炎熱的夏季，都市的溫度有可能較鄰近的鄉村，因此都市的熱空氣會上升，此時都市周圍的冷空氣則流向都市而造成一特殊的氣流循環系統。 近來研究顯示，台北1960年夏季平均每天雷陣雨雨量為3 mm，2005年則變為5.3 mm，約增加80% 的雨量，其原因也是熱島效應所致。 如要減少熱島效應，可行的作法有廣植樹木與增加綠地面積、使用較不易吸熱的鋪面材料以取代柏油路、及建築物屋頂裝設綠色建築材料。 9-4　熱污染 9-5　溫室效應與全球暖化 溫室效應與全球暖化 根據「聯合國跨國氣候變遷研究小組 (IPCC)」在2001年1月上海的報告中，確認地球氣候變化加劇主要原因在於空氣污染，並警告可能有乾旱及其他天災發生。而該小組在同年2月於日內瓦一份多達千頁，名為「2001年氣候變遷：衝擊、適應與可能傷害 」的研究報告結論中則更指出，人為氣候變化主要的影響如下： 1.導致出現更多如颶風、洪水及旱災等異常天災。 2.受害最嚴重地區將出現大規模人口遷徙。 3.可能導致大量人口死亡。 4.蚊蚋會擴大棲息範圍，使得瘧疾等疾病發生率大為增加。 5.生物棲息地遭到破壞，許多物種將告滅絕。 9-5　溫室效應與全球暖化 溫室效應與全球暖化 根據IPCC在2007年4月的研究報告，則進一步顯示全球暖化可能造成的影響如下： 1.亞洲十億人口在2050年時將面臨缺水戚脅。 2.東亞與東南亞三角洲河岸地帶水災不斷。 3.東南亞地區發生霍亂、瘡疾等傳染病的機率大增。 4.非洲將發生嚴重飢荒。 5.海島國家國土縮小，將受更多海嘯衝擊。 6.格陵蘭島和南極洲冰原融化的機率大增。 7.澳洲大堡礁、卡卡都溼地、以及澳洲西南方的自然生態都將遭破壞。 8.高溫也將改變拉丁美洲的大草原風貌。 9-5　溫室效應與全球暖化 溫室效應與全球暖化 9. 歐洲內陸遭受洪水侵襲的機率大增。 10.熱浪愈來愈頻繁，颱風雨量將愈來愈多。 11.健康問題讓人類生存環境更加艱困。 12.過去50年全球暖化的元兇，就是人類燃燒化石燃料所產生的溫室氣體，包括二氧化碳、甲院以及氮氧化物等，這三種主要的溫室氣體濃度，在工業革命後的200年，遠超出過去數十萬年的自然變化。而且，溫室氣體排放對氣候的影響,可能持續千年以上。 溫室效應說明圖 太陽表面溫度為6000 K時，其所對應高峰強度波長屬於可見光部分。至於地球表面溫度約295 K，其所對應高峰強度波長屬於紅外光區域 。故太陽對地球能量的入射主要以可見光進行，而地球向外太空的能量放射則主要以紅外光輸出。當大氣中CO2、CH4、N2O及H2O等氣體的濃度增加時，其將使得地球外射能量部分被這些氣體截留，能量累積於大氣中而造成地球溫度的攀升，此即「溫室效應」 9-5　溫室效應與全球暖化 溫室氣體之性質 目前國際上所認定的溫室氣體主要包括了二氧化碳、氟氯碳化物、甲烷、氧化亞氮、六氟化硫、全氟碳化物 (PFCs) 及氫氟碳化物 (HFCs) 等，其中前四項為聯合國界定之人為造成的溫室氣體。 9-5　溫室效應與全球暖化 大氣中二氧化碳濃度之變化 (1958-2008) 9-5　溫室效應與全球暖化 國際議題 聯合國 (United Nations, UN) 於1992年6月在巴西里約召開「地球高峰會議 (The Earth Summit)」，並簽署了「氣候變化綱要公約 (framework convention on climate change, FCCC)」，原則性要求各國於公元2000年時將二氧化碳排放量降低至1990年水準。氣候變化鋼要公約有四項基本原則： 1.彈性責任：成員可因能力不同而不同，強者責任較大。 2.公平原則：對控制成本負擔高之成員給予特殊考慮，以示公平。 3.防制原則：採經濟有效措施，以最低成本防制氣候變遷。 4.經濟發展：尊重簽約成員有權促進持