我答應大家，這是最後一篇《如果人活多二X年》，我知大家都覺得很悶。
兩星期前那篇《如果人活多二十萬年》，我說二十萬年對地球而言「一眨而過」；沿用這個比喻，二億年即是地球眨眼了一千次，怎看也不算短。恐龍也不過稱霸地球一億三千五百萬年，如果人活多二億年還未絕種，就真係勁過恐龍。
二億年，想像也是徒然，人的腦袋不適合想像如此久遠。二千萬年、二億年、二十億年、二百億年，其實一樣，都是二後面很多個零。
二億年後的社會無法想像，自然的變化卻有跡可尋。事實上，很多變化以億年計才看得明顯。
二億年後，地球肯定沒有七大洲，地殼移動使地圖面目全非。非洲將與歐洲靠攏，大洋洲將與亞洲相碰，北美洲的去向未有共識，可能向西撞往亞洲，又可能向東撞往歐洲，唯多數科學家認同歐、亞、非、大洋洲和北美洲將會匯合，連成一塊「超大陸」，約在二億年之後。
南美洲和南極洲也有可能加入這塊超大陸，但有一派認為它們會被南太平洋板塊底下的岩漿流阻擋，留在南半球自成一隅。
二億年後，地球自轉會比現時的慢（一日變長咗），月球也會比現時的遠（月亮變細咗），兩者是關連的。在你閱讀文章這一刻，月球正以每年3.82厘米遠離地球，為什麼愈飛愈遠？
愈遠離地球即擁有愈多能量，像一個皮球拋得愈高需要愈多能量一樣。換句話說，月球不斷吸收能量，能量哪裏來？從地球而來。眾所周知，潮汐是月球引力的結果。潮漲的高點並非位於最近月球那一點；由於地球自轉，潮漲高點走在月球之前，「帶領」着月球，給月球添加能量（像你手執繩子在頭上轉圈，手走在繩之前，「帶領」着繩，提供繩子能量）。所以，月球愈飛愈遠。
另一方面，海水與地殼磨擦，地球損失能量 －－ 自轉愈來愈慢。
某天，當月球離開太遠，地球轉得太慢，自轉軸就容易搖晃（像一個轉得太慢的陀螺）。即使今天，自轉軸也會搖晃，但不超過兩度。將來搖晃變得劇烈，四季被打亂，氣候變化比今天更甚。
那一天，科學家估計在二十億年之後。
（2013 年 1 月 17 日 信報副刋）
2013年1月17日 星期四
2013年1月10日 星期四
如果人活多二百萬年
上期想像人活多二十萬年會遇上磁場逆轉，今期想像人活多二百萬年會遇上什麼。
二百萬年……（深呼吸）遠得難以想像，如果人真的能夠活那麼久仍未絕種，那真是……唔好意思，根本不值一哂。物種活二百萬年是平常事；恐龍六千五百萬年前絕跡，鳥類和哺乳類取而代之稱霸地球，其進化次序雖然先後有別，我敢打賭牠們很多活了超過二百萬年。其他如爬蟲類、魚類、昆蟲等較低等動物出現得更早，其物種壽命往往以億年計。
恐龍雖然絕種，也曾稱霸地球一億三千五百萬年；更早的三葉蟲，遍佈海洋達二億七千萬年之久。
人類活多二百萬年？小兒科矣。
不過，地球變化還是有的。地球其實每天都在變，不過變得很慢，無法察覺；二百萬年後變成什麼模樣？
珠穆朗瑪峰現高八千八百米。由於印度板塊與歐亞大陸板塊互相擠壓，不斷推高喜瑪拉雅山脈，大約每年增高四厘米。假設增高速度不變，二百萬年後將會增高八萬米，即十倍於現時的高度？！不大可能，山脈增高總不能無止境，那「假設增高速度不變」顯然不能維持二百萬年，珠穆朗瑪峰總有最高的一天。頂點到達後地勢如何演變，板塊如何碰撞飄移，二百萬年後的人一定知道。
有擠壓的板塊，也有分裂的板塊。非洲東部的大裂谷就是兩個板塊將要分開的先兆。2005年，一條五十公里長的裂痕在埃塞俄比亞的沙漠湧現，可說是板塊分裂的最新「動作」。科學家估計，最終會有一塊大陸由非洲東部分裂出來，分裂過程未必順序漸進，極有可能突如其來。如果人活多二百萬年，很可能某天一覺醒來，發現非洲東部與非洲本土一海之隔 －－ 忽然多了一個馬達加斯加。
地殼變動始終是緩慢的，這類「歷史性」分裂事件會否在二百萬年內發生，我都係估估吓，萬一落空請勿見怪。純從好奇心出發，我真的很想人類經歷一下這種翻天巨變，看看我們作為一個物種，如何集體應對。
（2013 年 1 月 10 日 信報副刋）
二百萬年……（深呼吸）遠得難以想像，如果人真的能夠活那麼久仍未絕種，那真是……唔好意思，根本不值一哂。物種活二百萬年是平常事；恐龍六千五百萬年前絕跡，鳥類和哺乳類取而代之稱霸地球，其進化次序雖然先後有別，我敢打賭牠們很多活了超過二百萬年。其他如爬蟲類、魚類、昆蟲等較低等動物出現得更早，其物種壽命往往以億年計。
恐龍雖然絕種，也曾稱霸地球一億三千五百萬年；更早的三葉蟲，遍佈海洋達二億七千萬年之久。
人類活多二百萬年？小兒科矣。
不過，地球變化還是有的。地球其實每天都在變，不過變得很慢，無法察覺；二百萬年後變成什麼模樣？
珠穆朗瑪峰現高八千八百米。由於印度板塊與歐亞大陸板塊互相擠壓，不斷推高喜瑪拉雅山脈，大約每年增高四厘米。假設增高速度不變，二百萬年後將會增高八萬米，即十倍於現時的高度？！不大可能，山脈增高總不能無止境，那「假設增高速度不變」顯然不能維持二百萬年，珠穆朗瑪峰總有最高的一天。頂點到達後地勢如何演變，板塊如何碰撞飄移，二百萬年後的人一定知道。
有擠壓的板塊，也有分裂的板塊。非洲東部的大裂谷就是兩個板塊將要分開的先兆。2005年，一條五十公里長的裂痕在埃塞俄比亞的沙漠湧現，可說是板塊分裂的最新「動作」。科學家估計，最終會有一塊大陸由非洲東部分裂出來，分裂過程未必順序漸進，極有可能突如其來。如果人活多二百萬年，很可能某天一覺醒來，發現非洲東部與非洲本土一海之隔 －－ 忽然多了一個馬達加斯加。
地殼變動始終是緩慢的，這類「歷史性」分裂事件會否在二百萬年內發生，我都係估估吓，萬一落空請勿見怪。純從好奇心出發，我真的很想人類經歷一下這種翻天巨變，看看我們作為一個物種，如何集體應對。
（2013 年 1 月 10 日 信報副刋）
2013年1月3日 星期四
如果人活多二十萬年
末日預言出錯，2012年安全渡過。
下一個「末日」幾時？如果全人類死掉，其他生物安然無恙，這算不算「末日」？如果全部生物死掉，剩下人類獨佔地球，這又算不算「末日」？如果地球被摧毀，一群人乘着太空船逃走，飛往另一宜居星球，這又算不算「末日」呢？
人類二十萬年前在非洲出現，其後經歷冰河時期，歷盡無數天災人禍，今日遍佈整個地球（的陸地）。二十萬年，即二千個世紀，對人而言，遠得難以想像；對地球而言，倒是一眨而過。人能夠活二十萬年仍未絕種，最大原因並非人有幾叻，而是根本未有機會遇上一些「致命」考驗。冰河時期、氣候暖化這些「小兒科」不提也罷，我說的是殞石撞地球那種幾百萬年、甚至幾千萬年一遇的大災難。
下一次「致命」考驗何時來，是什麼，我當然不知道。今天只是嘗試想像，如果人活多二十萬年，或會遇到一個很少人提及卻頗有機會隨時發生的轉變 －－ 地球磁場逆轉，即是南北極調位，指南針指錯方向。
地球經歷過多次磁場逆轉，上一次在七十八萬年前，下次幾時，無人知道。多少年逆轉一次，眾說紛紜，我見過三個說法：一說平均二十萬年，一說平均三十萬年，一說平均四十五萬年。無論相信哪個，磁場逆轉好像早已overdue。
不過，平均值未必可信，因為過往逆轉相隔的年數可以很長，亦可以很短；我沒足夠時間做更多資料搜集，這裏不能提供更多統計。無論如何，如果明天發現指南針指錯方向，不必大驚小怪，磁場逆轉差不多時候了。
磁場為什麼逆轉？地殼下面是岩漿，岩漿主要是鐵；岩漿不停流動，像電流，產生磁場。因為某些原因，岩漿流動被干擾，發生大規模轉變，磁場就會逆轉。逆轉何時發生、因何引發，尚在硏究當中，預測逆轉更是無從入手。
逆轉過程可能歷時幾千年，不穩定的磁場可能不只有兩極，而有多極，香港可能變成一極，非洲另一極，大西洋中心又一極，原來的南北極則變成無極，「極地」來年又可能移位，方向飄忽無定。
試想，在這「無定向」的幾千年裏，指南針失靈，輪船和飛機航行肯定受影響（幸好還有GPS和其他不用指南針的導航系統）。候鳥遷徙不能靠磁場，牠們適應得來嗎？如此巨變，必然有些難以預計的後果，最重要還是，如何避免磁場逆轉演變成另一個「末日」……
（2013 年 1 月 3 日 信報副刋）
下一個「末日」幾時？如果全人類死掉，其他生物安然無恙，這算不算「末日」？如果全部生物死掉，剩下人類獨佔地球，這又算不算「末日」？如果地球被摧毀，一群人乘着太空船逃走，飛往另一宜居星球，這又算不算「末日」呢？
人類二十萬年前在非洲出現，其後經歷冰河時期，歷盡無數天災人禍，今日遍佈整個地球（的陸地）。二十萬年，即二千個世紀，對人而言，遠得難以想像；對地球而言，倒是一眨而過。人能夠活二十萬年仍未絕種，最大原因並非人有幾叻，而是根本未有機會遇上一些「致命」考驗。冰河時期、氣候暖化這些「小兒科」不提也罷，我說的是殞石撞地球那種幾百萬年、甚至幾千萬年一遇的大災難。
下一次「致命」考驗何時來，是什麼，我當然不知道。今天只是嘗試想像，如果人活多二十萬年，或會遇到一個很少人提及卻頗有機會隨時發生的轉變 －－ 地球磁場逆轉，即是南北極調位，指南針指錯方向。
地球經歷過多次磁場逆轉，上一次在七十八萬年前，下次幾時，無人知道。多少年逆轉一次，眾說紛紜，我見過三個說法：一說平均二十萬年，一說平均三十萬年，一說平均四十五萬年。無論相信哪個，磁場逆轉好像早已overdue。
不過，平均值未必可信，因為過往逆轉相隔的年數可以很長，亦可以很短；我沒足夠時間做更多資料搜集，這裏不能提供更多統計。無論如何，如果明天發現指南針指錯方向，不必大驚小怪，磁場逆轉差不多時候了。
磁場為什麼逆轉？地殼下面是岩漿，岩漿主要是鐵；岩漿不停流動，像電流，產生磁場。因為某些原因，岩漿流動被干擾，發生大規模轉變，磁場就會逆轉。逆轉何時發生、因何引發，尚在硏究當中，預測逆轉更是無從入手。
逆轉過程可能歷時幾千年，不穩定的磁場可能不只有兩極，而有多極，香港可能變成一極，非洲另一極，大西洋中心又一極，原來的南北極則變成無極，「極地」來年又可能移位，方向飄忽無定。
試想，在這「無定向」的幾千年裏，指南針失靈，輪船和飛機航行肯定受影響（幸好還有GPS和其他不用指南針的導航系統）。候鳥遷徙不能靠磁場，牠們適應得來嗎？如此巨變，必然有些難以預計的後果，最重要還是，如何避免磁場逆轉演變成另一個「末日」……
（2013 年 1 月 3 日 信報副刋）
2012年10月6日 星期六
0字圖
| 聖經 | 3,000,000 | 字母 |
| 人類基因 | 3,000,000,000 | 字母 |
| 95年 | 3,000,000,000 | 秒 |
| 世界人口 | 7,000,000,000 | |
| 銀河系恆星 | 200,000,000,000 | |
| 美國國債 | 16,000,000,000,000 | 美元 |
| 全宇宙恆星 | 10,000,000,000,000,000,000,000 | |
| 宇宙年齡 | 14,000,000,000 | 年 |
| 太陽年齡 | 4,600,000,000 | 年 |
| 地球年齡 | 4,540,000,000 | 年 |
| 生命源起 | 4,000,000,000 | 年前 |
| 多細胞生物出現 | 1,000,000,000 | 年前 |
| 現代人出現 | 200,000 | 年前 |
| 文字出現 | 6,000 | 年前 |
| 美國總統一屆任期 | 4 | 年 |
今週說過DNA，也說過宇宙，一樣好細，一樣好大，亦可以說兩樣都好大，宇宙之大不用說，DNA之大好像一首長長的詩，讀也讀不完，驚喜無間斷。DNA是一串化學字母，就像聖經是一串英文字母。以字母計，人類DNA有一千本聖經咁長，如果一秒讀一個字母，95年才讀完，讀到中途可能已經死了。
相比美國國債，DNA實在小巫見大巫。美國國債真正天文數字，如果一美元買一顆恆星，美國能夠買下整個銀河系，儘管未能征服全宇宙。
全宇宙最老的東西，當然是宇宙。宇宙誕生之後好久，太陽和地球才出現。生命沒有天體的耐性，地球形成不久便急不及待佔領地球。起初，大氣層充斥二氧化碳又缺乏氧氣，那時的單細胞生物不需氧氣生存。後來，藍綠藻出現，光合作用大規模發生，一顆一顆O2分子慢慢加進大氣層，經過幾十億年，大氣層累積足夠氧氣，多細胞生物應運而生。
今天，我們只知道沒有氧氣會死，誰知道生命起碼有六成時間是在缺乏氧氣的環境下渡過。大氣層今天的氧氣，是幾十億年無數藍綠藻默默耕耘、不問回報的成果。
我們往往為一個考試、一所房子、一段感情而煩惱，又或者為誰人當選、誰人霸佔哪個島而爭論不休。相比天地的漫長，人世所關心的，是多麼過眼雲煙。
2012年2月11日 星期六
地球也瘦身
太空垃圾愈來愈多，對軌道運行的太空站和人造衛星構成危險，大家應有聽聞。有沒有想過，人類不斷射東西上太空，地球豈不變得愈來愈輕？
不會。軌道內的物體，無論太空垃圾或退役的人造衛星，受大氣層邊陲的阻力拖慢，愈飛愈低，最終墮入大氣層燒毀，質量重回地球，「落葉歸根」。除了那些探索星球及外太空的太空船一去不返，絕大部分射上天的質量都沒有真正離開地球。
全球人口從工業革命時起飛，由 1800 年十億增至今日七十億，地球豈不愈來愈重？
不會。體重源自食物，食物源自土壤和空氣；我們每增一公斤，泥土和大氣層便減少一公斤，總重量不變。
那究竟地球的重量會不會變？會的話，重了還是輕了？什麼現象能夠改變地球的重量？英國廣播公司某節目去到劍橋大學拜訪兩位教授，以下是他們的粗略估算。
• 太空塵：+40,000 公噸。
混沌之初，太陽系只是一堆塵。慢慢地，某些地方的塵愈積愈厚，吸引更多的塵，行星就是這樣結集而成。然而，不是所有的塵都被行星「俘虜」，許許多多漏網之塵彌漫着太陽系；隕石，可說是一粒巨大的塵。隕石墜落，無論被大氣層「燒」耗掉還是跌至地面，都是一些額外的重量，地球重了。比隕石細小很多的太空塵，受地球引力吸引，時時刻刻「從天而降」，替地球加重了不少。根據劍橋教授，每年墜落地球的太空塵達 40,000 公噸。
• 氣候暖化：+160 公噸。
愛因斯坦方程式 E = mc2，能量和質量可以互換的，大氣層困着愈多能量，地球愈重。不要問我那些質量實際上從何而來，我不知道，我只是相信愛因斯坦和劍橋教授；根據估算，氣候暖化使地球每年增重 160 公噸。
• 失熱：-16 公噸。
既然暖化增重，失熱便會失重。地球核心熱過十八層地獄，熱力使岩漿流動，地殼推移，引爆火山和地震。雖然地殼包圍，熱力還是會流失的，每秒釋放至太空的能量約 44 x 1012 焦耳，以 E = mc2 換算，每年失重 16 公噸。
• 漏氣：-95,000 公噸。
一些太輕的星球，引力不足，讓氣體逃跑掉，沒有大氣層保護。地球幸運，質量足以保住大氣，可是還會流失一點點。最輕的氫氣，容易逃脫，每秒流失 3 公斤，一年流失 95,000 公噸。
• 繼續漏氣：-1,600 公噸。
氦氣也會逃脫，每年流失 1,600 公噸。
數不難計，地球每年「瘦身」56,456 公噸，看似很多，不過只是地球重量的 0.000000000000001%。即使以人造物體比較，五萬多公噸也不是什麼驚人數字，埃菲爾鐵塔總重已經一萬公噸，現時最大型的貨櫃船排水量動輒超過九萬噸。
總體重量變化微不足道，地殼表面的重量分佈又怎樣？貨櫃船滿載貨物由中國駛往美國西岸，回航貨櫃是空的，中國換來一大堆美鈔，美國重了還是中國重了？中國雖然出口大量製成品，但也入口大量原材料，總計怎樣？美國貿易逆差巨大，是消費品的最大集散地，重量增加應該沒錯。美國重了，哪裏輕了？南美、澳洲、非洲、中東等地，出產大量天然資源支持美國消費，她們輕了麼？
某地的重量變化不能由貿易順／逆差得出，一百萬美元鐵礦石與一百萬美元顧問費價格相同，重量大異。如果我的估計沒錯，消費大國「增肥」，資源大國「瘦身」，前者集中北半球，後者集中南半球，近十幾年地殼表面的重量是否南向北移？對地殼活動有沒有影響？對地球自轉有沒有影響？
我沒時間跑去香港大學請教教授，有興趣的讀者或可代勞。
（2012 年 2 月 11 日 信報副刋）
不會。軌道內的物體，無論太空垃圾或退役的人造衛星，受大氣層邊陲的阻力拖慢，愈飛愈低，最終墮入大氣層燒毀，質量重回地球，「落葉歸根」。除了那些探索星球及外太空的太空船一去不返，絕大部分射上天的質量都沒有真正離開地球。
全球人口從工業革命時起飛，由 1800 年十億增至今日七十億，地球豈不愈來愈重？
不會。體重源自食物，食物源自土壤和空氣；我們每增一公斤，泥土和大氣層便減少一公斤，總重量不變。
那究竟地球的重量會不會變？會的話，重了還是輕了？什麼現象能夠改變地球的重量？英國廣播公司某節目去到劍橋大學拜訪兩位教授，以下是他們的粗略估算。
• 太空塵：+40,000 公噸。
混沌之初，太陽系只是一堆塵。慢慢地，某些地方的塵愈積愈厚，吸引更多的塵，行星就是這樣結集而成。然而，不是所有的塵都被行星「俘虜」，許許多多漏網之塵彌漫着太陽系；隕石，可說是一粒巨大的塵。隕石墜落，無論被大氣層「燒」耗掉還是跌至地面，都是一些額外的重量，地球重了。比隕石細小很多的太空塵，受地球引力吸引，時時刻刻「從天而降」，替地球加重了不少。根據劍橋教授，每年墜落地球的太空塵達 40,000 公噸。
• 氣候暖化：+160 公噸。
愛因斯坦方程式 E = mc2，能量和質量可以互換的，大氣層困着愈多能量，地球愈重。不要問我那些質量實際上從何而來，我不知道，我只是相信愛因斯坦和劍橋教授；根據估算，氣候暖化使地球每年增重 160 公噸。
• 失熱：-16 公噸。
既然暖化增重，失熱便會失重。地球核心熱過十八層地獄，熱力使岩漿流動，地殼推移，引爆火山和地震。雖然地殼包圍，熱力還是會流失的，每秒釋放至太空的能量約 44 x 1012 焦耳，以 E = mc2 換算，每年失重 16 公噸。
• 漏氣：-95,000 公噸。
一些太輕的星球，引力不足，讓氣體逃跑掉，沒有大氣層保護。地球幸運，質量足以保住大氣，可是還會流失一點點。最輕的氫氣，容易逃脫，每秒流失 3 公斤，一年流失 95,000 公噸。
• 繼續漏氣：-1,600 公噸。
氦氣也會逃脫，每年流失 1,600 公噸。
數不難計，地球每年「瘦身」56,456 公噸，看似很多，不過只是地球重量的 0.000000000000001%。即使以人造物體比較，五萬多公噸也不是什麼驚人數字，埃菲爾鐵塔總重已經一萬公噸，現時最大型的貨櫃船排水量動輒超過九萬噸。
總體重量變化微不足道，地殼表面的重量分佈又怎樣？貨櫃船滿載貨物由中國駛往美國西岸，回航貨櫃是空的，中國換來一大堆美鈔，美國重了還是中國重了？中國雖然出口大量製成品，但也入口大量原材料，總計怎樣？美國貿易逆差巨大，是消費品的最大集散地，重量增加應該沒錯。美國重了，哪裏輕了？南美、澳洲、非洲、中東等地，出產大量天然資源支持美國消費，她們輕了麼？
某地的重量變化不能由貿易順／逆差得出，一百萬美元鐵礦石與一百萬美元顧問費價格相同，重量大異。如果我的估計沒錯，消費大國「增肥」，資源大國「瘦身」，前者集中北半球，後者集中南半球，近十幾年地殼表面的重量是否南向北移？對地殼活動有沒有影響？對地球自轉有沒有影響？
我沒時間跑去香港大學請教教授，有興趣的讀者或可代勞。
（2012 年 2 月 11 日 信報副刋）
2011年11月15日 星期二
戈壁沙漠的怪異圖案
View Larger Map
戈壁沙漠的這個圖案是什麼？外星人的什麼？還是中國政府正在做什麼？
還有一些像巨型街道圖：
View Larger Map
飛機練靶場：
View Larger Map
「假」跑道：
View Larger Map
網上當然議論紛紛，看這裡和這裡。
後記：美國一位專家說那些圖案應該給間諜衛星做 calibation 的。
2011年11月2日 星期三
2011年9月20日 星期二
繞着地球飛
James Drake 從 Gateway to Astronomy Photograph of Earth 下載了 600 幅國際太空站拍攝的照片，串連成這個 time-lapse。
YouTube 這樣介紹：
This movie begins over the Pacific Ocean and continues over North and South America before entering daylight near Antarctica. Visible cities, countries and landmarks include (in order) Vancouver Island, Victoria, Vancouver, Seattle, Portland, San Francisco, Los Angeles. Phoenix. Multiple cities in Texas, New Mexico and Mexico. Mexico City, the Gulf of Mexico, the Yucatan Peninsula, El Salvador, Lightning in the Pacific Ocean, Guatemala, Panama, Columbia, Ecuador, Peru, Chile, Lake Titicaca, and the Amazon. Also visible is the earths ionosphere (thin yellow line), a satellite (55sec) and the stars of our galaxy.
YouTube 這樣介紹：
This movie begins over the Pacific Ocean and continues over North and South America before entering daylight near Antarctica. Visible cities, countries and landmarks include (in order) Vancouver Island, Victoria, Vancouver, Seattle, Portland, San Francisco, Los Angeles. Phoenix. Multiple cities in Texas, New Mexico and Mexico. Mexico City, the Gulf of Mexico, the Yucatan Peninsula, El Salvador, Lightning in the Pacific Ocean, Guatemala, Panama, Columbia, Ecuador, Peru, Chile, Lake Titicaca, and the Amazon. Also visible is the earths ionosphere (thin yellow line), a satellite (55sec) and the stars of our galaxy.
2011年8月10日 星期三
日本地震震碎南極冰川
今年 3 月日本地震造成的海嘯，竟使南極 Sulzberger Ice Shelf 一塊 129 平方公里（1.6 個香港島）的冰塊剝離。海嘯到達南極只有一尺高，不斷的拍打使冰層斷開。
Source: Futurity.org
Source: Futurity.org
2011年4月20日 星期三
地震歷史拾趣
研究地震一點不難，今天就讓我帶領大家，看看可否參悟出一些道理。請看以下數據。
今年 3 月 11 日，日本仙台 9 級大地震，最強餘震 7.9 級。
今年 2 月 22 日，紐西蘭基督城 6.3 級地震，最強餘震 5.9 級。
去年 4 月 14 日，青海玉樹 7.1 級地震，最強餘震 6.3 級。
去年 2 月 27 日，智利 8.8 級大地震，最強餘震 6.9 級。
2008 年 5 月 12 日，汶川 8 級大地震，最強餘震 6.4 級。
主地震和最強餘震分別相差 1.1，0.4，0.8，1.9 及 1.6 級。你說，有規律嗎？
有的。五數平均，得 1.16 級。Bingo！！！我們剛剛重新「發現」一條地震學定律：Båth's Law，它說不論地震大小，主震及最強餘震相差大概 1.2 級。顯然不是次次準繩，但平均來說是成立的。
單說級數很抽象，1.2 級有多大分別呢？簡單來說，級數是震幅的對數（logarithm），亦即是說，地震每升 1 級，你便感受多 10 倍的震動。舉例，9 級地震的震感是 8 級的 10 倍，8 級是 7 級的 10 倍，7 級是 6 級的 10 倍，類推。9 級是 6 級的多少倍？簡單，103 = 1000 倍。把級數差作為 10 的次方（10級數差），便是震感的倍數。根據 Båth's Law，主震平均比最強餘震高 1.2 級，兩者震感相差多少？照辦煮碗，101.2 ≈ 16 倍。
以上數據可見，論級數，今年 2 月紐西蘭基督城的地震根本「不值一哂」，連其他最強餘震都不如；日本仙台的最強餘震 7.9 級，其震感是基督城 6.3 級主震的 107.9-6.3 ≈ 40 倍。基督城地震的破壞力在於震央接近地面和市中心，且時值正午，與午膳的人群碰個正着。
比較地震，除震感以外，還有釋放的能量。怎樣計算能量的對比？計法與上面差不多，不過要先把級數差乘 1.5，再次方，即 10級數差*1.5。舉例，仙台 9 級與智利 8.8 級，能量怎比？100.2*1.5 ≈ 1.995，即前者釋放的能量雙倍於後者。Båth's Law 說主震平均比最強餘震高 1.2 級，亦即主震能量為最強餘震 101.2*1.5 ≈ 63 倍之多。
考考大家，仙台 9 級與汶川 8 級，能量怎比？
這是一條 trick question，中國級數不同國際級數。你問，不是黎克特制嗎？
大家有沒有發覺，近年地震報導沒再說明「黎克特制」？我當初以為只是簡潔起見，略去「眾所周知」的四字；今星期替本文搜集資料，才發現箇中「內情」。原來國際上不知何時開始，已「靜悄悄」轉用一種稱為「矩震級」（moment magnitude scale）的標準，代替沿用已久的黎克特制。矩震級在七十年代經已發明，評估大規模地震較黎克特制更全面和準確，兩者級數共通，儘管算法不同（好像今年和明年會考試卷雖然不一樣，但評分還是可以互相比較的）。文首列出的五宗地震，中國以外皆用矩震級。那中國用什麼？中國用「地震面波震級」（surface wave magnitude scale），與黎克特制同屬舊一代的標準，較易計算，但不及矩震級全面和準確。打開英文維基汶川和玉樹地震的網頁，會看見兩個級別，一為中國官方公佈的級別（面波震級），一為美國地質勘探局測到的級別（矩震級）。
以矩震級表達，青海玉樹主震 6.9 級，最強餘震 5.8 級。汶川主震 7.9 級，最強餘震 6 級。原來玉樹主震只有「資格」作為智利的餘震，汶川主震只有「資格」作為仙台的餘震，由此可見智利和仙台地震之嚴重。
重溫 1900 年以來 8.8 級或以上的大地震。
1906 年 1 月 31 日 厄瓜多爾 8.8 級
1952 年 11 月 4 日 西伯利亞 9.0 級
1960 年 5 月 22 日 智利 9.5 級
1964 年 3 月 28 日 阿拉斯加 9.2 級
2004 年 12 月 26 日 印尼 9.1 級
2010 年 2 月 27 日 智利 8.8 級
2011 年 3 月 11 日 日本 9.0 級
只此七次，過去七年佔了三次，是否預示巨型地震陸續有來？地殼將有一段活躍期？某些地質學家確是這樣想，另一些卻認為純屬巧合，畢竟樣本太小了，這樣子的「統計」作不得準。
我同意後者的看法。這樣的數據也有啟示性的話，我也可以說巨型地震：
（一）通常在 11 月至 3 月之間發生
（二）6 月至 10 月永不發生
（三）通常在月下旬發生
在 2011 年 3 月 11 日之前，我更可以信心滿滿地預測巨型地震：
（四）只有在雙數年份才會發生，2011 年肯定安全
（五）月中旬永不發生
仙台地震果然「史無前例」，一次過打破兩項「慣例」。
（2011 年 4 月 20 日 信報副刊）
今年 3 月 11 日，日本仙台 9 級大地震，最強餘震 7.9 級。
今年 2 月 22 日，紐西蘭基督城 6.3 級地震，最強餘震 5.9 級。
去年 4 月 14 日，青海玉樹 7.1 級地震，最強餘震 6.3 級。
去年 2 月 27 日，智利 8.8 級大地震，最強餘震 6.9 級。
2008 年 5 月 12 日，汶川 8 級大地震，最強餘震 6.4 級。
主地震和最強餘震分別相差 1.1，0.4，0.8，1.9 及 1.6 級。你說，有規律嗎？
有的。五數平均，得 1.16 級。Bingo！！！我們剛剛重新「發現」一條地震學定律：Båth's Law，它說不論地震大小，主震及最強餘震相差大概 1.2 級。顯然不是次次準繩，但平均來說是成立的。
單說級數很抽象，1.2 級有多大分別呢？簡單來說，級數是震幅的對數（logarithm），亦即是說，地震每升 1 級，你便感受多 10 倍的震動。舉例，9 級地震的震感是 8 級的 10 倍，8 級是 7 級的 10 倍，7 級是 6 級的 10 倍，類推。9 級是 6 級的多少倍？簡單，103 = 1000 倍。把級數差作為 10 的次方（10級數差），便是震感的倍數。根據 Båth's Law，主震平均比最強餘震高 1.2 級，兩者震感相差多少？照辦煮碗，101.2 ≈ 16 倍。
以上數據可見，論級數，今年 2 月紐西蘭基督城的地震根本「不值一哂」，連其他最強餘震都不如；日本仙台的最強餘震 7.9 級，其震感是基督城 6.3 級主震的 107.9-6.3 ≈ 40 倍。基督城地震的破壞力在於震央接近地面和市中心，且時值正午，與午膳的人群碰個正着。
比較地震，除震感以外，還有釋放的能量。怎樣計算能量的對比？計法與上面差不多，不過要先把級數差乘 1.5，再次方，即 10級數差*1.5。舉例，仙台 9 級與智利 8.8 級，能量怎比？100.2*1.5 ≈ 1.995，即前者釋放的能量雙倍於後者。Båth's Law 說主震平均比最強餘震高 1.2 級，亦即主震能量為最強餘震 101.2*1.5 ≈ 63 倍之多。
考考大家，仙台 9 級與汶川 8 級，能量怎比？
這是一條 trick question，中國級數不同國際級數。你問，不是黎克特制嗎？
大家有沒有發覺，近年地震報導沒再說明「黎克特制」？我當初以為只是簡潔起見，略去「眾所周知」的四字；今星期替本文搜集資料，才發現箇中「內情」。原來國際上不知何時開始，已「靜悄悄」轉用一種稱為「矩震級」（moment magnitude scale）的標準，代替沿用已久的黎克特制。矩震級在七十年代經已發明，評估大規模地震較黎克特制更全面和準確，兩者級數共通，儘管算法不同（好像今年和明年會考試卷雖然不一樣，但評分還是可以互相比較的）。文首列出的五宗地震，中國以外皆用矩震級。那中國用什麼？中國用「地震面波震級」（surface wave magnitude scale），與黎克特制同屬舊一代的標準，較易計算，但不及矩震級全面和準確。打開英文維基汶川和玉樹地震的網頁，會看見兩個級別，一為中國官方公佈的級別（面波震級），一為美國地質勘探局測到的級別（矩震級）。
以矩震級表達，青海玉樹主震 6.9 級，最強餘震 5.8 級。汶川主震 7.9 級，最強餘震 6 級。原來玉樹主震只有「資格」作為智利的餘震，汶川主震只有「資格」作為仙台的餘震，由此可見智利和仙台地震之嚴重。
重溫 1900 年以來 8.8 級或以上的大地震。
1906 年 1 月 31 日 厄瓜多爾 8.8 級
1952 年 11 月 4 日 西伯利亞 9.0 級
1960 年 5 月 22 日 智利 9.5 級
1964 年 3 月 28 日 阿拉斯加 9.2 級
2004 年 12 月 26 日 印尼 9.1 級
2010 年 2 月 27 日 智利 8.8 級
2011 年 3 月 11 日 日本 9.0 級
只此七次，過去七年佔了三次，是否預示巨型地震陸續有來？地殼將有一段活躍期？某些地質學家確是這樣想，另一些卻認為純屬巧合，畢竟樣本太小了，這樣子的「統計」作不得準。
我同意後者的看法。這樣的數據也有啟示性的話，我也可以說巨型地震：
（一）通常在 11 月至 3 月之間發生
（二）6 月至 10 月永不發生
（三）通常在月下旬發生
在 2011 年 3 月 11 日之前，我更可以信心滿滿地預測巨型地震：
（四）只有在雙數年份才會發生，2011 年肯定安全
（五）月中旬永不發生
仙台地震果然「史無前例」，一次過打破兩項「慣例」。
（2011 年 4 月 20 日 信報副刊）
2011年3月30日 星期三
鈾235 去了哪裡？
加彭（Gabon），位處非洲西岸，北靠喀麥隆，南鄰剛果共和國，曾是法國殖民地，目前乃聯合國安全理事會非常任理事國之一。該國有一「特產」，某處鈾礦出產的鈾獨一無二，故事發生在差不多四十年前。
1972 年 6 月某天，法國一位化驗員正在處理一些加彭運來的鈾礦，分析後，發現其鈾235 含量只有 0.7171%，少於正常的 0.7202%，莫小窺這點差異，有經驗的行內人一看便知事有蹺蹊，地球的鈾礦非常精準，以上誤差是極不尋常的。
鈾235 是什麼？「235」標示原子的重量，鈾235 是一粒重 235 個單位的鈾原子（一單位等於一粒質子或中子），另有鈾238，即一粒重 238 個單位的鈾原子；後者比前者多三粒中子，兩者都是鈾，混合在鈾礦之內。天然的鈾礦，超過 99% 都是鈾238，0.7202% 為鈾235，其餘為其他重量的鈾原子。核能發電最渴求的是鈾235，因為它裂變容易，裂變後釋出能量和多粒中子，觸發更多鈾235 裂變，這就是連鎖核反應，是核能和核彈的基本原理。然而，鈾235 的天然含量太低，不足以產生連鎖反應，必須提高其濃度方可用作核燃料，核電站的燃料棒含 3%-5% 鈾235。
回到 1972 年法國。那位化驗員重覆測試，鈾235 含量還是異常的低。是否中途受外物污染？於是由實驗室追溯至礦源，發現問題在於鈾礦本身，拿當地更多礦石化驗，竟發現某些鈾235 含量低至 0.440%！當地煉鈾工廠由 1970 年 12 月至 1972 年 5 月輸出共 700 噸鈾，「不翼而飛」的鈾235 約 200 公斤，夠製六個核子彈！鈾235 去了哪裡？
鈾礦缺了鈾235，卻多了另外一些東西 －－ 核裂變產物（nuclear fission products）。鈾235 裂變，除釋出能量和中子外，原子核還會裂開，分成兩顆較細的原子，正如你向一塊大石開槍，它應聲爆裂，但你不能控制它怎樣裂，碎片有大有小，你向另一塊大石再開一槍，碎片又有不同；同樣道理，鈾235 裂出來的原子大小不一，屬多種不同元素，這群元素泛稱「核裂變產物」，包括碘（iodine）、銫（caesium）、釓（gadolinium）、釹（neodymium）、鈀（palladium）等，當中很多都是稀土。
科學家計算過，上述鈾礦中，少了的鈾235 和多了的核裂變產物剛好吻合，好像發生過連鎖反應一樣，十足一個荒廢已久的核反應堆。荒廢了多久？根據周邊泥土和核裂變產物的組成推算，反應堆荒廢了二十億年。二十億年即是多久？根據維基百科，二十億年前地球只有單細胞生物，誰能在二十億年前興建這座反應堆呢？外星人？還是地球有着一個未為人知的遠古文明？
踏實一點，翻閱歷年文獻，原來早於 1956 年已經有人提出天然核反應堆的可能性 －－ 一個非人造的連鎖核反應是有可能自然發生的。等一等，上面不是說過天然鈾礦的鈾235 含量太低，不足以引發連鎖反應的嗎？對，今天的鈾235 的確太少，但遠古時期可不是這樣。鈾235 和鈾238 都會衰變的（注意衰變不同裂變，後者由中子撞擊引發，轟轟烈烈地釋出能量，前者自然發生，細水長流，如老年脫髮），衰變了的鈾不再是鈾（正如衰老了的我不再是我），這裡的重點是，鈾235 衰變快過鈾238，即前者消失較快，佔鈾礦的份兒與日俱減（但減得非常慢，我們有生之年都不會察覺）；反過來想，愈往古時推，鈾礦含鈾235 便愈多，推至二十億年前約為 3%，即今天核燃料棒的含量。
這還不夠，天然核反應堆還要其他條件。連鎖反應由中子驅動，若礦石含太多「中子毒素」（neutron poison，即愛吸收中子的物質，如硼〔boron］、鋰〔lithium］），反應便無以為繼。此外，還要有些「中子減速劑」（neutron moderator），因為只有慢速中子才容易令鈾235 裂變，減速劑包括水和石墨。
撮要，天然核反應堆需要三個條件：足夠的鈾235、沒有中子毒素、有中子減速劑。上述加彭鈾礦在二十億年前符合這三項條件，成為現時所知唯一天然核反應堆遺址。據推算，它運作了七十萬年，平均輸出十萬瓦特，夠開幾十個多士爐。比一比較，福島三號反應堆運作了三十五年，功率七億多瓦特。人愛轟轟烈烈，天地細水長流。
還有一個問題，既然連鎖反應開始了，有沒有一發不可收拾，造成遠古核爆？沒有，歸功於該反應堆所「採用」的中子減速劑：滲入礦層的地下水。想像，當連鎖反應愈演愈烈，溫度愈來愈高，煮沸了地下水，使之蒸發，反應堆便失去了中子減速劑，連鎖反應慢下來，甚至停止；待溫度稍降，地下水重回液態，反應堆方能再次啟動。就是這樣開，關，開，關……連鎖反應永遠受控，核爆無從。2004 年有人根據殘餘的氙（xenon）和氪（krypton）（又是核裂變產物，兩者都是惰性氣體）推算，其運作模式是開半小時，關兩個半小時，開半小時，關兩個半小時……三小時一循環。
我在想，假使人類二十億年前出現，那豈不是遍地核燃料？核能成為最現成的能源之餘，製造核彈也會輕易得多。當每個國家都是「核大國」，世界會因武力制衡而變得安全，還是自我毀滅？或者，我們應該慶幸自己這麼遲才出現，要千辛萬苦濃縮鈾礦方能製造核彈，至少摧毀世界沒有二十億年前那麼容易。
（2011 年 3 月 30 日 信報副刊）
學術參考：
A. P. Meshik, C. M. Hohenberg, O. V. Pravdivtseva (2004), “Record of Cycling Operation of the Natural Nuclear Reactor in the Oklo/Okelobondo Area in Gabon,” Physical Review Letters 93, 182302. doi:10.1103/PhysRevLett.93.182302
R. Naudet (1976), “The Oklo Nuclear Reactors: 1800 Million Years Ago,” Interdisciplinary Science Reviews 1, 72-84.
P. K. Kuroda (1956), “On the Nuclear Physical Stability of the Uranium Minerals,” Journal of Chemical Physics 25, 781-782.
1972 年 6 月某天，法國一位化驗員正在處理一些加彭運來的鈾礦，分析後，發現其鈾235 含量只有 0.7171%，少於正常的 0.7202%，莫小窺這點差異，有經驗的行內人一看便知事有蹺蹊，地球的鈾礦非常精準，以上誤差是極不尋常的。
鈾235 是什麼？「235」標示原子的重量，鈾235 是一粒重 235 個單位的鈾原子（一單位等於一粒質子或中子），另有鈾238，即一粒重 238 個單位的鈾原子；後者比前者多三粒中子，兩者都是鈾，混合在鈾礦之內。天然的鈾礦，超過 99% 都是鈾238，0.7202% 為鈾235，其餘為其他重量的鈾原子。核能發電最渴求的是鈾235，因為它裂變容易，裂變後釋出能量和多粒中子，觸發更多鈾235 裂變，這就是連鎖核反應，是核能和核彈的基本原理。然而，鈾235 的天然含量太低，不足以產生連鎖反應，必須提高其濃度方可用作核燃料，核電站的燃料棒含 3%-5% 鈾235。
回到 1972 年法國。那位化驗員重覆測試，鈾235 含量還是異常的低。是否中途受外物污染？於是由實驗室追溯至礦源，發現問題在於鈾礦本身，拿當地更多礦石化驗，竟發現某些鈾235 含量低至 0.440%！當地煉鈾工廠由 1970 年 12 月至 1972 年 5 月輸出共 700 噸鈾，「不翼而飛」的鈾235 約 200 公斤，夠製六個核子彈！鈾235 去了哪裡？
鈾礦缺了鈾235，卻多了另外一些東西 －－ 核裂變產物（nuclear fission products）。鈾235 裂變，除釋出能量和中子外，原子核還會裂開，分成兩顆較細的原子，正如你向一塊大石開槍，它應聲爆裂，但你不能控制它怎樣裂，碎片有大有小，你向另一塊大石再開一槍，碎片又有不同；同樣道理，鈾235 裂出來的原子大小不一，屬多種不同元素，這群元素泛稱「核裂變產物」，包括碘（iodine）、銫（caesium）、釓（gadolinium）、釹（neodymium）、鈀（palladium）等，當中很多都是稀土。
科學家計算過，上述鈾礦中，少了的鈾235 和多了的核裂變產物剛好吻合，好像發生過連鎖反應一樣，十足一個荒廢已久的核反應堆。荒廢了多久？根據周邊泥土和核裂變產物的組成推算，反應堆荒廢了二十億年。二十億年即是多久？根據維基百科，二十億年前地球只有單細胞生物，誰能在二十億年前興建這座反應堆呢？外星人？還是地球有着一個未為人知的遠古文明？
踏實一點，翻閱歷年文獻，原來早於 1956 年已經有人提出天然核反應堆的可能性 －－ 一個非人造的連鎖核反應是有可能自然發生的。等一等，上面不是說過天然鈾礦的鈾235 含量太低，不足以引發連鎖反應的嗎？對，今天的鈾235 的確太少，但遠古時期可不是這樣。鈾235 和鈾238 都會衰變的（注意衰變不同裂變，後者由中子撞擊引發，轟轟烈烈地釋出能量，前者自然發生，細水長流，如老年脫髮），衰變了的鈾不再是鈾（正如衰老了的我不再是我），這裡的重點是，鈾235 衰變快過鈾238，即前者消失較快，佔鈾礦的份兒與日俱減（但減得非常慢，我們有生之年都不會察覺）；反過來想，愈往古時推，鈾礦含鈾235 便愈多，推至二十億年前約為 3%，即今天核燃料棒的含量。
這還不夠，天然核反應堆還要其他條件。連鎖反應由中子驅動，若礦石含太多「中子毒素」（neutron poison，即愛吸收中子的物質，如硼〔boron］、鋰〔lithium］），反應便無以為繼。此外，還要有些「中子減速劑」（neutron moderator），因為只有慢速中子才容易令鈾235 裂變，減速劑包括水和石墨。
撮要，天然核反應堆需要三個條件：足夠的鈾235、沒有中子毒素、有中子減速劑。上述加彭鈾礦在二十億年前符合這三項條件，成為現時所知唯一天然核反應堆遺址。據推算，它運作了七十萬年，平均輸出十萬瓦特，夠開幾十個多士爐。比一比較，福島三號反應堆運作了三十五年，功率七億多瓦特。人愛轟轟烈烈，天地細水長流。
還有一個問題，既然連鎖反應開始了，有沒有一發不可收拾，造成遠古核爆？沒有，歸功於該反應堆所「採用」的中子減速劑：滲入礦層的地下水。想像，當連鎖反應愈演愈烈，溫度愈來愈高，煮沸了地下水，使之蒸發，反應堆便失去了中子減速劑，連鎖反應慢下來，甚至停止；待溫度稍降，地下水重回液態，反應堆方能再次啟動。就是這樣開，關，開，關……連鎖反應永遠受控，核爆無從。2004 年有人根據殘餘的氙（xenon）和氪（krypton）（又是核裂變產物，兩者都是惰性氣體）推算，其運作模式是開半小時，關兩個半小時，開半小時，關兩個半小時……三小時一循環。
我在想，假使人類二十億年前出現，那豈不是遍地核燃料？核能成為最現成的能源之餘，製造核彈也會輕易得多。當每個國家都是「核大國」，世界會因武力制衡而變得安全，還是自我毀滅？或者，我們應該慶幸自己這麼遲才出現，要千辛萬苦濃縮鈾礦方能製造核彈，至少摧毀世界沒有二十億年前那麼容易。
（2011 年 3 月 30 日 信報副刊）
學術參考：
A. P. Meshik, C. M. Hohenberg, O. V. Pravdivtseva (2004), “Record of Cycling Operation of the Natural Nuclear Reactor in the Oklo/Okelobondo Area in Gabon,” Physical Review Letters 93, 182302. doi:10.1103/PhysRevLett.93.182302
R. Naudet (1976), “The Oklo Nuclear Reactors: 1800 Million Years Ago,” Interdisciplinary Science Reviews 1, 72-84.
P. K. Kuroda (1956), “On the Nuclear Physical Stability of the Uranium Minerals,” Journal of Chemical Physics 25, 781-782.
2011年3月20日 星期日
2011年3月12日 星期六
2010年5月5日 星期三
2010年1月20日 星期三
北極因何震盪？
今年過了不到一個月，天災接連發生，先是歐美華北的大風雪，後有海地大地震；如果股市開紅盤預示來年節節上揚，接二連三的天災可會預示今年災禍連綿？或許我太迷信了吧。
北方的異常嚴寒，正好反證氣候暖化不過是騙人的謊話，有人這麼說。不過也有人認為，極端天氣正是氣候暖化的必然後果，證明其確實存在。事實上，兩者都不對；氣候暖化是長期現象，要靠長期觀察，不是單憑一次暴雪或熱浪可以驗證。姑勿論氣候暖化是真是假（雖然我信真有其事），拿這次廣泛低溫和大雪作為支持或反對氣候暖化的「論據」，是以偏概全。
如此嚴冬究竟有多「異常」和「罕見」？新聞報導喜歡這樣說，「X 城市錄得 Y 年以來的最低溫度」或者「X 國家錄得 Y 年以來最多的降雪」又或者「X 地區錄得 Y 年以來最差的天氣」；我到網上找找，發現英國今年的情況可跟 1990/91 或 1981/82 年的冬季「媲美」，愛爾蘭則可追溯至 1963 年，華北更嚴重，有說是「近六十年罕見的大風雪」，不少地方的降雪和氣溫更是逼近或打破紀錄。至於美國和加拿大東岸，雖然受風雪影響，但暫時還未聽過那種「自 Y 年以來」什麼什麼的口吻，看來那裡的冬季今年仍然「不太冷」。「百年一遇」這形容詞暫時未見出現，不知是傳媒用字比前嚴謹，還是這詞經已過時？
不見「百年一遇」，卻見「北極震盪」，話說如此惡劣的嚴冬，是拜「北極震盪」這天氣現象所賜。正常來說，北極的氣壓較周邊低。空氣是由高氣壓流向低氣壓，故風是不斷朝北極的方向吹，對不對？Sorry，不對。空氣沒錯由高流向低氣壓，不過地球自轉也會帶動空氣，兩種力量相加，風會由西向東吹，換句話說，北極被西風圍繞。這股反時針繞着北極團團轉的風如果夠強，便能「困着」冷空氣於極地，歐洲、北美和華北遂有較溫和的冬天。今年異常的凍（是指北方，不是香港，下同），不用我說大家都知我將會說什麼 －－ 那股風不夠強，困不住冷空氣，冷空氣遂能夠南下肆虐。為什麼那股風會轉弱呢？因為北極的氣壓比平常的高，與周邊的高壓區差距減少，所以風便減弱了。（讀者可以點擊左圖放大，看個清楚。）為什麼北極的氣壓比平常的高？Sorry，我不知道，天文台的天氣專家也許知道。不過，如果你有如此強烈的求知慾，我怕天氣專家都未必解答到你的所有疑難，天氣這回事，只要你尋根問底追問多幾個「點解」，相信所有天氣專家終會啞口無言。
話說回頭，點解叫做「北極震盪」呢？風勢減弱怎會跟「震盪」一詞扯上關係？是時候說說故事。格陵蘭至今仍是丹麥屬地，早於十八世紀，一位旅居格陵蘭的丹麥傳教士在他的日記寫道：「格陵蘭冬季嚴寒，但每個冬季都不一樣。我們丹麥人早已發覺，若果丹麥本土的冬季異常寒冷，格陵蘭的冬季便會相對溫和，反之亦然。[1]」今日的情況一樣，新聞只說歐美華北的大雪低溫，卻沒提到北極圈的氣溫比平常高出五至八度；既然圍繞北極的風勢減弱，讓冷空氣逃出，北極本身的氣溫驟升、周邊地區氣溫驟降是非常合理的。概括地說，兩地氣溫一升一降，是規律。二百多年前的丹麥人經已有此觀察，只是不明內裡原因。到了二十世紀初，歐洲的天氣學家漸漸發現大氣層有幾個「氣壓系統」，與天氣有着密切關係；這些氣壓系統的移動呈周期性，即是循大致相同的路徑來回移動，像鐘擺，天氣學家稱之為「oscillation」。注意，「oscillation」不是氣壓系統本身，而是其「動態」；鐘擺會 oscillate，鐘擺的動態就是 oscillation；氣壓系統也會 oscillate，其動態就是 oscillation。與歐洲和北美東岸天氣最密切的，是「North Atlantic Oscillation」，即是北大西洋那個氣壓系統的動態。以慣常中文的說法，大可省去「動態」二字，我不嫌累贅的保留，是想強調「oscillation」的真正意義。
「北極震盪」就是「Arctic Oscillation」的直譯，即是北極那個氣壓系統的動態。所謂「北極那個氣壓系統」，其實不只覆蓋北極，而是覆蓋大半個北半球，事實上，North Atlantic Oscillation 可說是 Arctic Oscillation 的一部份。老實說，把「oscillation」譯為「震盪」是非常的「礙眼」，令人摸不着頭，我看見「震盪」只會聯想到「vibration」。其實，這個名詞很難一言兩語向門外漢說明，若想簡略解釋今年的嚴寒天氣，不如直接說北極氣壓高過平常，風勢減弱，冷空氣外洩所致，一個專有名詞也不消提；盲目拋出「北極震盪」，只會令人「腦震盪」。如果一定要翻譯，我提議「北極搖晃」或「北極氣壓搖晃」；形容氣壓系統的「周期性動態」，「搖晃」比「震盪」貼切得多。
拋開翻譯問題，說 Arctic Oscillation 導致今年的嚴寒天氣，仍然不妥。Oscillation 是中性的，令天氣冷暖皆可，關鍵是這個 oscillation 的「數值」。天氣學家發明了一個描述 Arctic Oscillation 的「指數」，就像我們為了描述股市動態而發明了恆生指數。如果說「嚴寒天氣是因為 Arctic Oscillation」，就像說「投資虧損是因為恆生指數」，有語病，應該說「投資虧損是因為恆生指數下跌」。那嚴寒天氣是否因為 Arctic Oscillation 指數下降？差不多了，最正確的說法是「嚴寒天氣是因為 Arctic Oscillation 指數為負數」，負數預示寒冷，正數預示溫和。根據美國國家氣象局氣候預測中心網頁，2009 年 12 月的 Arctic Oscillation 指數是 -3.413，是 1977 年 1 月以來最低。
天氣和股市有一共通點，就是解釋容易預測難。今年冬季落大雪，碰巧 Arctic Oscillation 指數大負值，正好拿來作解釋。1990/91 年的英國嚴冬，那時的 Arctic Oscillation 不是負數，是正數，這只是其中一個兩者不相符的例子。不要誤會，我不是說天氣學家混水摸魚，Arctic Oscillation 與各地冬季天氣的關係是有多年數據支持的，不是某幾年不相符便能推倒。氣候這東西，永遠說不準，沒有兩個現象百分百相連，今年的冬季和 Arctic Oscillation 吻合，正好用後者來解釋前者，大家聽過便算。將來若有不吻合，永遠可以找到另一個答案。
（2010 年 1 月 20 日 信報副刊）
References:
[1] David B. Stephenson, Heinz Wanner, Stefan Brönnimann, Jürg Luterbacher
2003, Geophysical monograph
The History of Scientific Research on the North Atlantic Oscillation
北方的異常嚴寒，正好反證氣候暖化不過是騙人的謊話，有人這麼說。不過也有人認為，極端天氣正是氣候暖化的必然後果，證明其確實存在。事實上，兩者都不對；氣候暖化是長期現象，要靠長期觀察，不是單憑一次暴雪或熱浪可以驗證。姑勿論氣候暖化是真是假（雖然我信真有其事），拿這次廣泛低溫和大雪作為支持或反對氣候暖化的「論據」，是以偏概全。
如此嚴冬究竟有多「異常」和「罕見」？新聞報導喜歡這樣說，「X 城市錄得 Y 年以來的最低溫度」或者「X 國家錄得 Y 年以來最多的降雪」又或者「X 地區錄得 Y 年以來最差的天氣」；我到網上找找，發現英國今年的情況可跟 1990/91 或 1981/82 年的冬季「媲美」，愛爾蘭則可追溯至 1963 年，華北更嚴重，有說是「近六十年罕見的大風雪」，不少地方的降雪和氣溫更是逼近或打破紀錄。至於美國和加拿大東岸，雖然受風雪影響，但暫時還未聽過那種「自 Y 年以來」什麼什麼的口吻，看來那裡的冬季今年仍然「不太冷」。「百年一遇」這形容詞暫時未見出現，不知是傳媒用字比前嚴謹，還是這詞經已過時？
不見「百年一遇」，卻見「北極震盪」，話說如此惡劣的嚴冬，是拜「北極震盪」這天氣現象所賜。正常來說，北極的氣壓較周邊低。空氣是由高氣壓流向低氣壓，故風是不斷朝北極的方向吹，對不對？Sorry，不對。空氣沒錯由高流向低氣壓，不過地球自轉也會帶動空氣，兩種力量相加，風會由西向東吹，換句話說，北極被西風圍繞。這股反時針繞着北極團團轉的風如果夠強，便能「困着」冷空氣於極地，歐洲、北美和華北遂有較溫和的冬天。今年異常的凍（是指北方，不是香港，下同），不用我說大家都知我將會說什麼 －－ 那股風不夠強，困不住冷空氣，冷空氣遂能夠南下肆虐。為什麼那股風會轉弱呢？因為北極的氣壓比平常的高，與周邊的高壓區差距減少，所以風便減弱了。（讀者可以點擊左圖放大，看個清楚。）為什麼北極的氣壓比平常的高？Sorry，我不知道，天文台的天氣專家也許知道。不過，如果你有如此強烈的求知慾，我怕天氣專家都未必解答到你的所有疑難，天氣這回事，只要你尋根問底追問多幾個「點解」，相信所有天氣專家終會啞口無言。話說回頭，點解叫做「北極震盪」呢？風勢減弱怎會跟「震盪」一詞扯上關係？是時候說說故事。格陵蘭至今仍是丹麥屬地，早於十八世紀，一位旅居格陵蘭的丹麥傳教士在他的日記寫道：「格陵蘭冬季嚴寒，但每個冬季都不一樣。我們丹麥人早已發覺，若果丹麥本土的冬季異常寒冷，格陵蘭的冬季便會相對溫和，反之亦然。[1]」今日的情況一樣，新聞只說歐美華北的大雪低溫，卻沒提到北極圈的氣溫比平常高出五至八度；既然圍繞北極的風勢減弱，讓冷空氣逃出，北極本身的氣溫驟升、周邊地區氣溫驟降是非常合理的。概括地說，兩地氣溫一升一降，是規律。二百多年前的丹麥人經已有此觀察，只是不明內裡原因。到了二十世紀初，歐洲的天氣學家漸漸發現大氣層有幾個「氣壓系統」，與天氣有着密切關係；這些氣壓系統的移動呈周期性，即是循大致相同的路徑來回移動，像鐘擺，天氣學家稱之為「oscillation」。注意，「oscillation」不是氣壓系統本身，而是其「動態」；鐘擺會 oscillate，鐘擺的動態就是 oscillation；氣壓系統也會 oscillate，其動態就是 oscillation。與歐洲和北美東岸天氣最密切的，是「North Atlantic Oscillation」，即是北大西洋那個氣壓系統的動態。以慣常中文的說法，大可省去「動態」二字，我不嫌累贅的保留，是想強調「oscillation」的真正意義。
「北極震盪」就是「Arctic Oscillation」的直譯，即是北極那個氣壓系統的動態。所謂「北極那個氣壓系統」，其實不只覆蓋北極，而是覆蓋大半個北半球，事實上，North Atlantic Oscillation 可說是 Arctic Oscillation 的一部份。老實說，把「oscillation」譯為「震盪」是非常的「礙眼」，令人摸不着頭，我看見「震盪」只會聯想到「vibration」。其實，這個名詞很難一言兩語向門外漢說明，若想簡略解釋今年的嚴寒天氣，不如直接說北極氣壓高過平常，風勢減弱，冷空氣外洩所致，一個專有名詞也不消提；盲目拋出「北極震盪」，只會令人「腦震盪」。如果一定要翻譯，我提議「北極搖晃」或「北極氣壓搖晃」；形容氣壓系統的「周期性動態」，「搖晃」比「震盪」貼切得多。
拋開翻譯問題，說 Arctic Oscillation 導致今年的嚴寒天氣，仍然不妥。Oscillation 是中性的，令天氣冷暖皆可，關鍵是這個 oscillation 的「數值」。天氣學家發明了一個描述 Arctic Oscillation 的「指數」，就像我們為了描述股市動態而發明了恆生指數。如果說「嚴寒天氣是因為 Arctic Oscillation」，就像說「投資虧損是因為恆生指數」，有語病，應該說「投資虧損是因為恆生指數下跌」。那嚴寒天氣是否因為 Arctic Oscillation 指數下降？差不多了，最正確的說法是「嚴寒天氣是因為 Arctic Oscillation 指數為負數」，負數預示寒冷，正數預示溫和。根據美國國家氣象局氣候預測中心網頁，2009 年 12 月的 Arctic Oscillation 指數是 -3.413，是 1977 年 1 月以來最低。
天氣和股市有一共通點，就是解釋容易預測難。今年冬季落大雪，碰巧 Arctic Oscillation 指數大負值，正好拿來作解釋。1990/91 年的英國嚴冬，那時的 Arctic Oscillation 不是負數，是正數，這只是其中一個兩者不相符的例子。不要誤會，我不是說天氣學家混水摸魚，Arctic Oscillation 與各地冬季天氣的關係是有多年數據支持的，不是某幾年不相符便能推倒。氣候這東西，永遠說不準，沒有兩個現象百分百相連，今年的冬季和 Arctic Oscillation 吻合，正好用後者來解釋前者，大家聽過便算。將來若有不吻合，永遠可以找到另一個答案。
（2010 年 1 月 20 日 信報副刊）
References:
[1] David B. Stephenson, Heinz Wanner, Stefan Brönnimann, Jürg Luterbacher
2003, Geophysical monograph
The History of Scientific Research on the North Atlantic Oscillation
2009年12月30日 星期三
勝天？由氮說起
聖經有個巴別塔的故事。話說巴比倫人好大喜功，打算建築一座巴別塔與天比高；神不喜愛他們自大狂妄，便運用神力使他們操不同語言，「雞同鴨講」的巴比倫人溝通不成，各散東西，塔也就建不成了。故事的教訓：我們應該敬畏神，永不要挑戰祂的無上權威。至少基督徒如是說。
我，卻有另一番解讀。我懷疑，神只是在試探巴比倫人的決心。你看哥本哈根氣候峰會那些即時傳譯，便知語言根本不是什麼障礙。巴比倫人因為言語互異而四散，與其說是上天的懲罰，不如說他們沒有建塔的決心，遭遇少許波折便輕言放棄。這樣看來，那 193 個國家願意在哥本哈根熬至最後一刻，對解決氣候暖化的承擔，比巴比倫人建巴別塔好了一大截。此外，以神的胸襟，看見自己的創造能夠有日超越自己，這種青出於藍的喜悅，不是遠勝至高無上的寂寞嗎？我認為，巴別塔半途「峻工」，神應該感到萬分失望。
數千年後的今天，由於言語不通而作罷的事例，我再沒聽聞。人類也再不會興建巴別塔這類「大白象」，我們嘗試以更實際的手段去主宰自然，在這過程中，我們靜悄悄地「超越」了大自然而不自知，本文將會談及一個例子。
氮是生命的要素，是 DNA 和很多蛋白質的主要成份之一。大氣層接近八成是氮氣，然而大部份生物都不能直接從大氣中汲取，氮氣必須經過「固氮」（nitrogen fixation）的過程方能被吸收。氮氣是 N2，是兩粒緊扣的氮原子，「固氮」過程就是要分開這兩粒氮原子，再接上氧或氫，即最終產物是「氮－氧」或者「氮－氫」。這個過程可視為把大氣中不能直接吸收的氮氣「固定」在另一可供吸收的狀態，遂名「固氮」。自然界中，某些細菌和海藻擁有固氮的機能，另外還有些專門固氮的微生物與大豆（soybean）和榿木（alder）共生，生於其根部。
十九世紀中期，科學家發現氮對農作物的重要性。十九世紀末，歐洲有人意識到，若果找不到足夠的氮資源，便不可能種植充足的糧食支持人口的不斷增長，幸好後來在一些太平洋島嶼和南美發現大量鳥糞，成為當時肥料的重要來源。1913 年，發明了 Haber-Bosch process 人工固氮，把氮氣轉化為阿摩尼亞（NH3），從此想製多少肥料便有多少肥料，想製多少炸藥便有多少炸藥，「氮危機」從此不再。此後全球人口快速增長，或多或少與糧食供應充足有關。今日，世上超過一半食物都是來自 Haber-Bosch process 生產的氮肥料。
從前人類倚靠微生物天然固氮和動物糞便獲得氮源，Haber-Bosch process 發明後人工固氮大行其道；二十世紀後期，以人工方法「固定」的氮氣經己超過所有陸上生態系統天然固氮的份量，這便是人類靜悄悄超越大自然的例子，沒有壯麗的景觀，沒有紀念的時刻，沒有故意的規劃，只有填飽一個又一個的肚子。上世紀五、六十年代的綠色革命使全球糧食產量急增，新品種的稻米和小麥固然應記一功，Haber-Bosch process 所製的氮肥料也功不可沒。
氮肥料的廣泛使用也有其害處，例如增加土壤的酸性，減少生物的多樣性等，氮肥料流失至河水更會造成污染，不但導致有毒海藻滋生，還會影響健康。不說不知，原來肥料中所含的氮，只有大約 10% 會進入我們的身體，其餘的去了哪裡？讓我們看看整個流程。假設化工廠剛剛製成一堆肥料，內含 100 粒氮，真正落田的只有 94 粒，因為小部份會在運送和儲存中途流失掉。落田的 94 粒之中，只有一半被農作物吸收，其餘的可能被水沖走，也可能化成 NH3、NO 或 N2O 等氣體揮發掉。47 粒被吸收的氮，農作物生長時流失少許，收割時又流失少許，最終只有 31 粒被收割。收割後，食物可能腐爛，製作過程中又會消耗少許，食客更會浪費不少，最後進入體內的只有 14 粒氮；這是假設你吃植物。吃肉的話，收割的那 31 粒氮會首先用來餵飼禽畜，再如以上東減減西減減，進入人體內的氮只有 4 粒。換句話說，如果你吃素，86% 的氮在進食前經已流失掉；如果你吃肉，這比例更會高至 96%。我們吃氮，想不到竟是如此低效率。
以上只說固氮及其對農業的重要，但地球的「氮循環」還有另一方面，就是那些氧化氮氣體如 NO、N2O 和 NO2 等。人類廣泛使用化石燃料之前，這些氣體的來源主要是閃電。化石燃料普及之後，人類活動當然成為氧化氮的主要來源了。燃燒化石燃料會產生氧化氮，一來是因為燃燒過程令空氣中的氧和氮給合，二來是因為燃料中含有氮的原故。告訴大家一件比較少為人知的事，一般以為只有那些含有 Chlorine 或 Bromine 的氣體才會侵蝕臭氧層，其實 NO 和 NO2 也有相同效果。事實上，由於蒙特利爾協定成功控制 CFC 等氣體的排放，氧化氮現已成為侵蝕臭氧層的氣體之中排放量最高的。
我們雖然沒有再建巴別塔，但從我們靜悄悄超越大自然的例子和主宰天地萬物的程度來看，「人定勝天」似是不爭的事實。然而，勝天帶來的後果，我們能否完滿解決？我們需要戰勝或超越的，是「天」還是「天性」？
（2009 年 12 月 30 日 信報副刊）
本文主要資料來源：
Ambio Vol. 31 No. 2, March 2002
James N. Galloway and Ellis B. Cowling
Reactive Nitrogen and The World: 200 Years of Change
我，卻有另一番解讀。我懷疑，神只是在試探巴比倫人的決心。你看哥本哈根氣候峰會那些即時傳譯，便知語言根本不是什麼障礙。巴比倫人因為言語互異而四散，與其說是上天的懲罰，不如說他們沒有建塔的決心，遭遇少許波折便輕言放棄。這樣看來，那 193 個國家願意在哥本哈根熬至最後一刻，對解決氣候暖化的承擔，比巴比倫人建巴別塔好了一大截。此外，以神的胸襟，看見自己的創造能夠有日超越自己，這種青出於藍的喜悅，不是遠勝至高無上的寂寞嗎？我認為，巴別塔半途「峻工」，神應該感到萬分失望。
數千年後的今天，由於言語不通而作罷的事例，我再沒聽聞。人類也再不會興建巴別塔這類「大白象」，我們嘗試以更實際的手段去主宰自然，在這過程中，我們靜悄悄地「超越」了大自然而不自知，本文將會談及一個例子。
氮是生命的要素，是 DNA 和很多蛋白質的主要成份之一。大氣層接近八成是氮氣，然而大部份生物都不能直接從大氣中汲取，氮氣必須經過「固氮」（nitrogen fixation）的過程方能被吸收。氮氣是 N2，是兩粒緊扣的氮原子，「固氮」過程就是要分開這兩粒氮原子，再接上氧或氫，即最終產物是「氮－氧」或者「氮－氫」。這個過程可視為把大氣中不能直接吸收的氮氣「固定」在另一可供吸收的狀態，遂名「固氮」。自然界中，某些細菌和海藻擁有固氮的機能，另外還有些專門固氮的微生物與大豆（soybean）和榿木（alder）共生，生於其根部。
十九世紀中期，科學家發現氮對農作物的重要性。十九世紀末，歐洲有人意識到，若果找不到足夠的氮資源，便不可能種植充足的糧食支持人口的不斷增長，幸好後來在一些太平洋島嶼和南美發現大量鳥糞，成為當時肥料的重要來源。1913 年，發明了 Haber-Bosch process 人工固氮，把氮氣轉化為阿摩尼亞（NH3），從此想製多少肥料便有多少肥料，想製多少炸藥便有多少炸藥，「氮危機」從此不再。此後全球人口快速增長，或多或少與糧食供應充足有關。今日，世上超過一半食物都是來自 Haber-Bosch process 生產的氮肥料。
從前人類倚靠微生物天然固氮和動物糞便獲得氮源，Haber-Bosch process 發明後人工固氮大行其道；二十世紀後期，以人工方法「固定」的氮氣經己超過所有陸上生態系統天然固氮的份量，這便是人類靜悄悄超越大自然的例子，沒有壯麗的景觀，沒有紀念的時刻，沒有故意的規劃，只有填飽一個又一個的肚子。上世紀五、六十年代的綠色革命使全球糧食產量急增，新品種的稻米和小麥固然應記一功，Haber-Bosch process 所製的氮肥料也功不可沒。
氮肥料的廣泛使用也有其害處，例如增加土壤的酸性，減少生物的多樣性等，氮肥料流失至河水更會造成污染，不但導致有毒海藻滋生，還會影響健康。不說不知，原來肥料中所含的氮，只有大約 10% 會進入我們的身體，其餘的去了哪裡？讓我們看看整個流程。假設化工廠剛剛製成一堆肥料，內含 100 粒氮，真正落田的只有 94 粒，因為小部份會在運送和儲存中途流失掉。落田的 94 粒之中，只有一半被農作物吸收，其餘的可能被水沖走，也可能化成 NH3、NO 或 N2O 等氣體揮發掉。47 粒被吸收的氮，農作物生長時流失少許，收割時又流失少許，最終只有 31 粒被收割。收割後，食物可能腐爛，製作過程中又會消耗少許，食客更會浪費不少，最後進入體內的只有 14 粒氮；這是假設你吃植物。吃肉的話，收割的那 31 粒氮會首先用來餵飼禽畜，再如以上東減減西減減，進入人體內的氮只有 4 粒。換句話說，如果你吃素，86% 的氮在進食前經已流失掉；如果你吃肉，這比例更會高至 96%。我們吃氮，想不到竟是如此低效率。
以上只說固氮及其對農業的重要，但地球的「氮循環」還有另一方面，就是那些氧化氮氣體如 NO、N2O 和 NO2 等。人類廣泛使用化石燃料之前，這些氣體的來源主要是閃電。化石燃料普及之後，人類活動當然成為氧化氮的主要來源了。燃燒化石燃料會產生氧化氮，一來是因為燃燒過程令空氣中的氧和氮給合，二來是因為燃料中含有氮的原故。告訴大家一件比較少為人知的事，一般以為只有那些含有 Chlorine 或 Bromine 的氣體才會侵蝕臭氧層，其實 NO 和 NO2 也有相同效果。事實上，由於蒙特利爾協定成功控制 CFC 等氣體的排放，氧化氮現已成為侵蝕臭氧層的氣體之中排放量最高的。
我們雖然沒有再建巴別塔，但從我們靜悄悄超越大自然的例子和主宰天地萬物的程度來看，「人定勝天」似是不爭的事實。然而，勝天帶來的後果，我們能否完滿解決？我們需要戰勝或超越的，是「天」還是「天性」？
（2009 年 12 月 30 日 信報副刊）
本文主要資料來源：
Ambio Vol. 31 No. 2, March 2002
James N. Galloway and Ellis B. Cowling
Reactive Nitrogen and The World: 200 Years of Change
2009年12月16日 星期三
誰是老闆？
某地有一班學生，每天做着一份叫 GDP 的試卷；這份試卷沒有滿分，只有愈來愈高分。身為學生，當然求學只是求分數，各人都以最高分為榮；這也正符合家長的期望，名列前茅的學生往往獲得金錢的獎勵。由於每人能力有高有低，班中的高材生愈來愈富有，那些「籮底橙」則愈來愈窮，漸漸地這班學生分成兩個「陣營」：富學生和窮學生。兩群人雖然偶有衝突，不過大體上各人都只顧埋首於自己那份 GDP 試卷，富學生想盡辦法博取更高分數，窮學生則用盡精力希望一嚐成為富學生的滋味。生活縱使不容易過，但活得總算簡單，畢竟目標只得一個，就是做好那份 GDP 試卷，然後做個有錢人。
好景不常。一天，學生們收到一封信，信中這樣寫道：「我很憤怒，你們的分數怎麼愈來愈高？我最討厭比我高分的人，如果你們的分數再不降低，便會受到嚴懲。－－你們的老闆」看罷，同學們面面相覷，這位不知名的「老闆」究竟是何方神聖，大家都說不出個所以然來，是班中某位窮書生的惡作劇也說不定。整封信短短數句，威嚇有餘，細節欠奉；謬謬然刻意拿少分遭父母親責罵，豈不是有史以來最大的笨蛋？大家都不以為然，繼續自求高分。
幾個月後，收到另一封信，這樣寫道：「你們真是不知好歹，我不顯一點功架，你們便當我不存在。不過我宅心仁厚，暫且給你們多一次機會，讓我告訴你們一個秘密，你們便知我的全能。你們那份試卷，其實是一式兩份的過底紙，表面那張 GDP 背後是另一張叫 CO2 的副本。這張過底紙的製作非常精巧，正副本猶如同一張紙，所以你們今天仍未為意。我對你們的成績一清二楚，是因為每次測驗後我都會收到一份 CO2 副本。你們現在大可拿一份試卷仔細研究一下，便知我的說話有多真確。再次警告你們，我最討厭比我高分的人，如果你們的分數再不降低，便會受到嚴懲。－－你們的老闆」
同學們趕快檢驗試卷，果然是張過底紙。擺在眼前的事實，竟然需要他的提示才能揭穿，這位老闆確非泛泛之輩。同學們開始意識到，老闆的警告，或者不應掉以輕心，然而警告的內容還是流於空泛；要低分至什麼程度才足夠？有沒有期限？懲罰是什麼？在如此不確定的情況下刻意拿低分，卻要承受父母必然的責罵，又是否明智？
有人提出，只要能夠把 GDP 正本和 CO2 副本分開來處理，問題便迎刃而解，同學們繼續拿 GDP 高分令雙親滿意，而 CO2 副本則可任意塗污，想拿多低分也可以。有些同學立即嘗試，然而過底紙設計之精巧，並非他們所能領會，要把 GDP 和 CO2 「脫鈎」談何容易。
逼不得已，富學生和窮學生商討對策。基本上，他們同意「循序漸進」，一方面給予父母「適應」的時間，另一方面趁機發展分開過底紙的技術，希望盡快把 GDP 和 CO2 脫鈎。首先，他們各自定下比現時分數低的「目標分數」；若果人人達標，也就沒有什麼值得說下去，一是靜待老闆的下一封信，一是靜待老闆的懲罰。然而事情永遠沒有這麼簡單，每人都想稍稍提高自己的得分，以減少或避免父母的責難，這個傾向於富學生尤為明顯。他們有一個提議，就是付錢給窮學生，條件是窮學生必須考得比目標分數低，低得愈多付錢愈多，只要總分數合計比從前的低，老闆應該「收貨」罷。窮學生也樂得有此額外財源，畢竟他們已經拿慣低分，給人責罵慣了。
這「交換機制」美其名是給予學生自由選擇的餘地，實則是提供富學生逃避責任的途徑，窮學生當然也樂得奉陪。富學生的真正老闆仍是自己的 GDP，窮學生的真正老闆是自己的荷包；為應付那位久不久出信恐嚇的老闆，「賬面」湊夠一個低分數給他便算，反正他 happy 與否我們不能確定，怎樣懲罰我們不能確定，何時懲罰我們也不能確定。
故事說到這裡，讓我們回到現實世界。討論氣候政策時經常聽到的 cap-and-trade，就是這個交換機制，即超標國向未達標國購買其多餘的排碳配額，「賬面」上令自己達到減排目標。這機制對實質減排有沒有幫助，見仁見智；容許擁有多餘配額的國家「售賣」配額，無疑是給予他們超額減排的誘因；另一方面，超標國可以隨便以金錢代替減排，原則上令人不安。
京都協定有發達國和發展中國家之分，兩者有着「共同但有區別的責任」，這個宗旨相信也會伸延至以後的協定。從交換機制的角度，發達國往往是付錢的買方，發展中國家則是賣方。除了多餘的碳配額，還可以賣什麼呢？一些叫 Certified Emission Reductions (CER) 的東西。任何有助碳減排的項目，如水力發電、堆填區氣體管理等，經過審定和註冊後都會獲發 CER。這安排十分合理，但執行上有其困難，關鍵是怎樣肯定某項目在沒有外來資金資助下不會發生。舉例，中國很多水力發電項目都有參與這類計劃，有些論者則認為，在中國大力發展另類能源的國策下，其中某些項目即使沒有 CER 的資金，無論如何也是會進行的；換句話說，那些項目減去的碳排放，無論如何也會發生，不應用來抵消別國的超排放。
另外，發達國也可以金錢來交換發展中國家「不砍伐樹林」，這計劃叫 Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation (REDD)，沒有包含在京都協定，但應該會包含在以後的協定。樹林是吸收大氣層二氧化碳的重要一環，砍伐樹林便等同釋放二氧化碳，不砍伐便等同減排了。這裡我們也面對相同問題，就是怎去肯定某個面積的樹林，如果沒有發達國「收買」，當地人就一定會砍伐呢？若果發達國付了錢，但當地人原本便不打算砍伐，那錢豈不是白付？當人人知道「不」砍伐可以賺錢，那人人都說「會」砍伐了，這是不是廿一世紀版的「不」勞而獲？
當然，我想到的問題聯合國必定想得到，他們應該有對策。我想指出的是，所謂碳減排，說穿了其實是一門賬面功夫，加加減減背後，富國只想以金錢代替承諾，窮國只想袋袋平安。不過想深一層，不是這樣的一個協定，世上又哪會有任何協定？
（2009 年 12 月 16 日 信報副刊）
好景不常。一天，學生們收到一封信，信中這樣寫道：「我很憤怒，你們的分數怎麼愈來愈高？我最討厭比我高分的人，如果你們的分數再不降低，便會受到嚴懲。－－你們的老闆」看罷，同學們面面相覷，這位不知名的「老闆」究竟是何方神聖，大家都說不出個所以然來，是班中某位窮書生的惡作劇也說不定。整封信短短數句，威嚇有餘，細節欠奉；謬謬然刻意拿少分遭父母親責罵，豈不是有史以來最大的笨蛋？大家都不以為然，繼續自求高分。
幾個月後，收到另一封信，這樣寫道：「你們真是不知好歹，我不顯一點功架，你們便當我不存在。不過我宅心仁厚，暫且給你們多一次機會，讓我告訴你們一個秘密，你們便知我的全能。你們那份試卷，其實是一式兩份的過底紙，表面那張 GDP 背後是另一張叫 CO2 的副本。這張過底紙的製作非常精巧，正副本猶如同一張紙，所以你們今天仍未為意。我對你們的成績一清二楚，是因為每次測驗後我都會收到一份 CO2 副本。你們現在大可拿一份試卷仔細研究一下，便知我的說話有多真確。再次警告你們，我最討厭比我高分的人，如果你們的分數再不降低，便會受到嚴懲。－－你們的老闆」
同學們趕快檢驗試卷，果然是張過底紙。擺在眼前的事實，竟然需要他的提示才能揭穿，這位老闆確非泛泛之輩。同學們開始意識到，老闆的警告，或者不應掉以輕心，然而警告的內容還是流於空泛；要低分至什麼程度才足夠？有沒有期限？懲罰是什麼？在如此不確定的情況下刻意拿低分，卻要承受父母必然的責罵，又是否明智？
有人提出，只要能夠把 GDP 正本和 CO2 副本分開來處理，問題便迎刃而解，同學們繼續拿 GDP 高分令雙親滿意，而 CO2 副本則可任意塗污，想拿多低分也可以。有些同學立即嘗試，然而過底紙設計之精巧，並非他們所能領會，要把 GDP 和 CO2 「脫鈎」談何容易。
逼不得已，富學生和窮學生商討對策。基本上，他們同意「循序漸進」，一方面給予父母「適應」的時間，另一方面趁機發展分開過底紙的技術，希望盡快把 GDP 和 CO2 脫鈎。首先，他們各自定下比現時分數低的「目標分數」；若果人人達標，也就沒有什麼值得說下去，一是靜待老闆的下一封信，一是靜待老闆的懲罰。然而事情永遠沒有這麼簡單，每人都想稍稍提高自己的得分，以減少或避免父母的責難，這個傾向於富學生尤為明顯。他們有一個提議，就是付錢給窮學生，條件是窮學生必須考得比目標分數低，低得愈多付錢愈多，只要總分數合計比從前的低，老闆應該「收貨」罷。窮學生也樂得有此額外財源，畢竟他們已經拿慣低分，給人責罵慣了。
這「交換機制」美其名是給予學生自由選擇的餘地，實則是提供富學生逃避責任的途徑，窮學生當然也樂得奉陪。富學生的真正老闆仍是自己的 GDP，窮學生的真正老闆是自己的荷包；為應付那位久不久出信恐嚇的老闆，「賬面」湊夠一個低分數給他便算，反正他 happy 與否我們不能確定，怎樣懲罰我們不能確定，何時懲罰我們也不能確定。
故事說到這裡，讓我們回到現實世界。討論氣候政策時經常聽到的 cap-and-trade，就是這個交換機制，即超標國向未達標國購買其多餘的排碳配額，「賬面」上令自己達到減排目標。這機制對實質減排有沒有幫助，見仁見智；容許擁有多餘配額的國家「售賣」配額，無疑是給予他們超額減排的誘因；另一方面，超標國可以隨便以金錢代替減排，原則上令人不安。
京都協定有發達國和發展中國家之分，兩者有着「共同但有區別的責任」，這個宗旨相信也會伸延至以後的協定。從交換機制的角度，發達國往往是付錢的買方，發展中國家則是賣方。除了多餘的碳配額，還可以賣什麼呢？一些叫 Certified Emission Reductions (CER) 的東西。任何有助碳減排的項目，如水力發電、堆填區氣體管理等，經過審定和註冊後都會獲發 CER。這安排十分合理，但執行上有其困難，關鍵是怎樣肯定某項目在沒有外來資金資助下不會發生。舉例，中國很多水力發電項目都有參與這類計劃，有些論者則認為，在中國大力發展另類能源的國策下，其中某些項目即使沒有 CER 的資金，無論如何也是會進行的；換句話說，那些項目減去的碳排放，無論如何也會發生，不應用來抵消別國的超排放。
另外，發達國也可以金錢來交換發展中國家「不砍伐樹林」，這計劃叫 Reducing Emissions from Deforestation and Forest Degradation (REDD)，沒有包含在京都協定，但應該會包含在以後的協定。樹林是吸收大氣層二氧化碳的重要一環，砍伐樹林便等同釋放二氧化碳，不砍伐便等同減排了。這裡我們也面對相同問題，就是怎去肯定某個面積的樹林，如果沒有發達國「收買」，當地人就一定會砍伐呢？若果發達國付了錢，但當地人原本便不打算砍伐，那錢豈不是白付？當人人知道「不」砍伐可以賺錢，那人人都說「會」砍伐了，這是不是廿一世紀版的「不」勞而獲？
當然，我想到的問題聯合國必定想得到，他們應該有對策。我想指出的是，所謂碳減排，說穿了其實是一門賬面功夫，加加減減背後，富國只想以金錢代替承諾，窮國只想袋袋平安。不過想深一層，不是這樣的一個協定，世上又哪會有任何協定？
（2009 年 12 月 16 日 信報副刊）
2009年12月9日 星期三
從蒙特利爾看哥本哈根
氣候峰會進行之際，眾參與國應對氣候暖化有何良策，我們引頸以待……
抑或，眾人皆知這類有賴各國自律的多邊協定是「姿勢多於實際」，故從未對其寄予厚望？
我屬於後者。
抑或，是我過份悲觀？歐盟上月發表《溫室氣體排放的趨勢及預測 2009》，對達致 2012 年京都協定的減排目標滿有信心。
然而，世上最大溫室氣體生產國－－中國和美國－－對承擔減排責任「步步為營」，今日即使答應減排，他日能否貫徹執行，實屬未知。
哥本哈根氣候峰會將會成為人類通過協商合作完善管理地球資源的最佳示範，還是一次全球性公地悲劇（Tragedy of the commons）的開始，只有留待時間考証。回望過去，其實我們早有成功的先例。1987 年蒙特利爾協定，便有效地減少損害臭氧層氣體的排放，曾被譽為「可能是有史以來最成功的國際協議」。哥本哈根可會是蒙特利爾的再版？
化學家早於 1960 年代末便懷疑一些用於冷凍、空調、噴霧等系統的氣體或會影響環境，1970 年代初知道有關氣體能夠侵蝕臭氧層，從此一些國家已經自行立法規管，這是先於任何國際協議。1985 年，南極發現臭氧層穿洞，引起全球廣泛關注，促成 1987 年蒙特利爾協定，侵蝕臭氧層的氣體將會漸被取締。後來該協議再經多次修訂，根據 1999 年北京的最終版本，發達國將於 2030 年完全停止使用，發展中國家則於 2040 年。效果方面，大氣層中侵蝕臭氧的氣體自 1990 年代已經再沒增加，臭氧濃度近年亦見回升，雖然南極那個臭氧洞仍在[1]，科學家預計它會在本世紀中葉消失[2]；到了本世紀末，臭氧層應會完全康復[3]。
So far so good。溫室氣體減排會唔會咁「順攤」？
侵蝕臭氧氣體主要為 CFC，1930 年代才發明，1970-80 年代開始減用；五十年的「孽」，需要整個世紀償還。溫室氣體減排的終極目標是把大氣中溫室氣體的濃度降至工業化前的水平；工業革命至今二百五十年，我們還未認真減排，不用仔細研究也知道終極目標不可能在本世紀、甚至下世紀內實現。科學界對此心知肚明，因此給我們一個比較現實的目標：把升溫限制在攝氏二度之內。看着中美兩國「慢條斯理」，我認為達致此目標已是了不起的成就。
誠然，減用 CFC 與減排二氧化碳是兩回完全不同的事，前者在冷凍、空調、滅火等應用對現代社會固然重要，後者的產生卻是近乎必然，因為二氧化碳是絕大部份能量來源的副產物。不用 CFC，頂多不再嘆冷氣；不呼 CO2，社會會停頓，人會死。
另一個問題，是「代用品」（alternatives）。不用 CFC，其實可以繼續嘆冷氣，因為還有 HCFC。蒙特利爾協定生效前夕，化學品製造商便已爭相研發取代 CFC 的化學物，HCFC 就是他們的成果。說到這裡，或者我應該談談這堆英文字母背後的意義。「CFC」的第一個「C」是 Chlorine（氯），「F」是 Fluorine（氟），最後一個「C」是 Carbon（碳），由這三種元素組成的氣體能夠侵害臭氧層；說得準確一點，其實是那粒 Chlorine 原子能夠跟臭氧產生化學作用，從而減少大氣層的臭氧。記着，罪魁禍首是 Chlorine。
「HCFC」又是什麼？「H」是 Hydrogen（氫），之後的三個英文字母與上同。
等等，那 HCFC 不是依然包藏 Chlorine 這粒罪魁嗎？對，不過 HCFC 較易在大氣層分解，在飄至離地面十五公里的臭氧層[4]之前大多消散掉。包含 Chlorine 之餘，那種氣體分子還必須有足夠的化學穩定性，才能「護送」 Chlorine 至臭氧層肆虐。然而，「漏網之魚」總不能免，少部份 HCFC 還是會飄到臭氧層造成破壞，所以它只是一件「過渡性」代用品，上面提過發達國於 2030 年、發展中國家於 2040 年停用所有侵害臭氧層的氣體，說的就是 HCFC。
那 HCFC 又有沒有代用品？有，而且是終極代用品，包保不再破壞臭氧層。拿走 Chlorine，不就是 HFC 嗎？除去罪魁便不可能傷害臭氧了，對啊，HFC 就是我們夢寐以求的終極代用品。
等等，這只是對修補臭氧層的蒙特利爾協定而言。以上提過的所有英文字母組合，包括看似安全的 HFC，都是比二氧化碳強過千倍的溫室氣體（就同等重量而言），京都協議和將來任何減排協定均會對其加以監管，最終可能遭淘汰。
怎麼辦？會否終有一天沒冷氣？不用擔心，原來天然的代用品多的是，包括阿摩尼亞、丙烷（propane），還有意想不到的 CO2！可口可樂經已計劃 2010 年完結前安裝十萬部使用二氧化碳的汽水機。看來，只要我們仍想嘆冷氣，我們便有用不完的冷凍劑代用品。
看來，我們也有數不完的另類能源，可惜沒有一樣能在可見將來挑起替代化石能源的重任，核能或是唯一例外。個人認為，蒙特利爾協定的成功，很大程度在於找到功能相約的 CFC 代用化學物；在未有另類能源可「擔大旗」的情況下，減排溫室氣體的道路必定更為崎嶇。
蒙特利爾協定還有一位「得力助手」，就是 1985 年在南極發現的那個臭氧洞！想像，若果我當時告訴你，全球大氣層的臭氧水平比正常低 2%（這是事實）[5]，你可能只會嗤之以鼻；我再告訴你大氣層有個大過澳洲嘅「窿」……這種震撼，非任何數字和論據可比。為何全球臭氧層變薄，但唯獨南極有個洞，根本無人會深究；眾人只知頭上有個窿，如果今天不修補，明天便可能患上皮膚癌，於是一起向政府施壓。臭氧洞喚起的關注和危機感，不但推動各國立法和蒙特利爾協定的進行，更是環保分子的美夢。
氣候暖化就是缺乏一個「洞」，一件令舉世震撼的事。2005 年侵襲美國新奧爾良的卡特里娜颶風，2008 年開始的南極威爾金斯冰架倒塌，今年吹襲台灣的颱風莫拉克，你都可說是震撼；但於我個人而言，沒有一件事比得上大氣層穿窿來得震撼。走崎嶇路必須有走崎嶇路的決心和勇氣。平心而論，我還未見足夠的政府和人民有着這樣的決心和勇氣（包括我自己）。
「唔見棺材唔流眼淚」，或許這是人的本性，希望氣候暖化給我們的「棺材」不會來得太遲吧。
（2009 年 12 月 9 日 信報副刊）
相關連結及 References：
United Nations Environment Programme
Production and Consumption of Ozone Depleting Substances under the Montreal Protocol 1986-2004 (2005)
第 7 頁有個清晰圖表顯示各種受管制氣體的取締進程。
United Nations Environment Programme
Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006 (or here)
可說是臭氧層科學的「教科書」，不用讀完整本，只要讀過「Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer」那一章，你對臭氧層的認識已經超過世上九成的人，文中很多較技術性的資料都是取自這裡，例如：
[1] Q.23頁：南極臭氧洞大小的歷史數據。
[2] Q.34頁：Around midcentury, the effective abundance of ozone-depleting gases should fall to values that were present before the Antarctic “ozone hole” began to form in the early 1980s.
[3] Q.1頁：Now, with continued compliance, we expect recovery of the ozone layer by the late 21st century.
[4] Q.3頁：臭氧層高度
[5] Q.28頁：全球臭氧水平圖表。1985 年發現南極臭氧洞之時，大氣臭氧水平只比正常的低 2%；最嚴重時也不過 5-6%。
至於為何全球臭氧層變薄，卻只有南極穿洞，自己看吧，在Q.19頁。
抑或，眾人皆知這類有賴各國自律的多邊協定是「姿勢多於實際」，故從未對其寄予厚望？
我屬於後者。
抑或，是我過份悲觀？歐盟上月發表《溫室氣體排放的趨勢及預測 2009》，對達致 2012 年京都協定的減排目標滿有信心。
然而，世上最大溫室氣體生產國－－中國和美國－－對承擔減排責任「步步為營」，今日即使答應減排，他日能否貫徹執行，實屬未知。
哥本哈根氣候峰會將會成為人類通過協商合作完善管理地球資源的最佳示範，還是一次全球性公地悲劇（Tragedy of the commons）的開始，只有留待時間考証。回望過去，其實我們早有成功的先例。1987 年蒙特利爾協定，便有效地減少損害臭氧層氣體的排放，曾被譽為「可能是有史以來最成功的國際協議」。哥本哈根可會是蒙特利爾的再版？
化學家早於 1960 年代末便懷疑一些用於冷凍、空調、噴霧等系統的氣體或會影響環境，1970 年代初知道有關氣體能夠侵蝕臭氧層，從此一些國家已經自行立法規管，這是先於任何國際協議。1985 年，南極發現臭氧層穿洞，引起全球廣泛關注，促成 1987 年蒙特利爾協定，侵蝕臭氧層的氣體將會漸被取締。後來該協議再經多次修訂，根據 1999 年北京的最終版本，發達國將於 2030 年完全停止使用，發展中國家則於 2040 年。效果方面，大氣層中侵蝕臭氧的氣體自 1990 年代已經再沒增加，臭氧濃度近年亦見回升，雖然南極那個臭氧洞仍在[1]，科學家預計它會在本世紀中葉消失[2]；到了本世紀末，臭氧層應會完全康復[3]。
So far so good。溫室氣體減排會唔會咁「順攤」？
侵蝕臭氧氣體主要為 CFC，1930 年代才發明，1970-80 年代開始減用；五十年的「孽」，需要整個世紀償還。溫室氣體減排的終極目標是把大氣中溫室氣體的濃度降至工業化前的水平；工業革命至今二百五十年，我們還未認真減排，不用仔細研究也知道終極目標不可能在本世紀、甚至下世紀內實現。科學界對此心知肚明，因此給我們一個比較現實的目標：把升溫限制在攝氏二度之內。看着中美兩國「慢條斯理」，我認為達致此目標已是了不起的成就。
誠然，減用 CFC 與減排二氧化碳是兩回完全不同的事，前者在冷凍、空調、滅火等應用對現代社會固然重要，後者的產生卻是近乎必然，因為二氧化碳是絕大部份能量來源的副產物。不用 CFC，頂多不再嘆冷氣；不呼 CO2，社會會停頓，人會死。
另一個問題，是「代用品」（alternatives）。不用 CFC，其實可以繼續嘆冷氣，因為還有 HCFC。蒙特利爾協定生效前夕，化學品製造商便已爭相研發取代 CFC 的化學物，HCFC 就是他們的成果。說到這裡，或者我應該談談這堆英文字母背後的意義。「CFC」的第一個「C」是 Chlorine（氯），「F」是 Fluorine（氟），最後一個「C」是 Carbon（碳），由這三種元素組成的氣體能夠侵害臭氧層；說得準確一點，其實是那粒 Chlorine 原子能夠跟臭氧產生化學作用，從而減少大氣層的臭氧。記着，罪魁禍首是 Chlorine。
「HCFC」又是什麼？「H」是 Hydrogen（氫），之後的三個英文字母與上同。
等等，那 HCFC 不是依然包藏 Chlorine 這粒罪魁嗎？對，不過 HCFC 較易在大氣層分解，在飄至離地面十五公里的臭氧層[4]之前大多消散掉。包含 Chlorine 之餘，那種氣體分子還必須有足夠的化學穩定性，才能「護送」 Chlorine 至臭氧層肆虐。然而，「漏網之魚」總不能免，少部份 HCFC 還是會飄到臭氧層造成破壞，所以它只是一件「過渡性」代用品，上面提過發達國於 2030 年、發展中國家於 2040 年停用所有侵害臭氧層的氣體，說的就是 HCFC。
那 HCFC 又有沒有代用品？有，而且是終極代用品，包保不再破壞臭氧層。拿走 Chlorine，不就是 HFC 嗎？除去罪魁便不可能傷害臭氧了，對啊，HFC 就是我們夢寐以求的終極代用品。
等等，這只是對修補臭氧層的蒙特利爾協定而言。以上提過的所有英文字母組合，包括看似安全的 HFC，都是比二氧化碳強過千倍的溫室氣體（就同等重量而言），京都協議和將來任何減排協定均會對其加以監管，最終可能遭淘汰。
怎麼辦？會否終有一天沒冷氣？不用擔心，原來天然的代用品多的是，包括阿摩尼亞、丙烷（propane），還有意想不到的 CO2！可口可樂經已計劃 2010 年完結前安裝十萬部使用二氧化碳的汽水機。看來，只要我們仍想嘆冷氣，我們便有用不完的冷凍劑代用品。
看來，我們也有數不完的另類能源，可惜沒有一樣能在可見將來挑起替代化石能源的重任，核能或是唯一例外。個人認為，蒙特利爾協定的成功，很大程度在於找到功能相約的 CFC 代用化學物；在未有另類能源可「擔大旗」的情況下，減排溫室氣體的道路必定更為崎嶇。
蒙特利爾協定還有一位「得力助手」，就是 1985 年在南極發現的那個臭氧洞！想像，若果我當時告訴你，全球大氣層的臭氧水平比正常低 2%（這是事實）[5]，你可能只會嗤之以鼻；我再告訴你大氣層有個大過澳洲嘅「窿」……這種震撼，非任何數字和論據可比。為何全球臭氧層變薄，但唯獨南極有個洞，根本無人會深究；眾人只知頭上有個窿，如果今天不修補，明天便可能患上皮膚癌，於是一起向政府施壓。臭氧洞喚起的關注和危機感，不但推動各國立法和蒙特利爾協定的進行，更是環保分子的美夢。
氣候暖化就是缺乏一個「洞」，一件令舉世震撼的事。2005 年侵襲美國新奧爾良的卡特里娜颶風，2008 年開始的南極威爾金斯冰架倒塌，今年吹襲台灣的颱風莫拉克，你都可說是震撼；但於我個人而言，沒有一件事比得上大氣層穿窿來得震撼。走崎嶇路必須有走崎嶇路的決心和勇氣。平心而論，我還未見足夠的政府和人民有着這樣的決心和勇氣（包括我自己）。
「唔見棺材唔流眼淚」，或許這是人的本性，希望氣候暖化給我們的「棺材」不會來得太遲吧。
（2009 年 12 月 9 日 信報副刊）
相關連結及 References：
United Nations Environment Programme
Production and Consumption of Ozone Depleting Substances under the Montreal Protocol 1986-2004 (2005)
第 7 頁有個清晰圖表顯示各種受管制氣體的取締進程。
United Nations Environment Programme
Scientific Assessment of Ozone Depletion: 2006 (or here)
可說是臭氧層科學的「教科書」，不用讀完整本，只要讀過「Twenty Questions and Answers About the Ozone Layer」那一章，你對臭氧層的認識已經超過世上九成的人，文中很多較技術性的資料都是取自這裡，例如：
[1] Q.23頁：南極臭氧洞大小的歷史數據。
[2] Q.34頁：Around midcentury, the effective abundance of ozone-depleting gases should fall to values that were present before the Antarctic “ozone hole” began to form in the early 1980s.
[3] Q.1頁：Now, with continued compliance, we expect recovery of the ozone layer by the late 21st century.
[4] Q.3頁：臭氧層高度
[5] Q.28頁：全球臭氧水平圖表。1985 年發現南極臭氧洞之時，大氣臭氧水平只比正常的低 2%；最嚴重時也不過 5-6%。
至於為何全球臭氧層變薄，卻只有南極穿洞，自己看吧，在Q.19頁。
2009年12月2日 星期三
我國礦產原來「咁多」
每逢交稿之日，必有落筆之困，今次當然不例外。案頭的燈，握着鉛筆的手，投於紙張上的影，一動不動，彷彿整個世界跟隨我的思緒停頓下來。時間流轉的唯一提示，只有手提電腦 LCD 屏幕上一眨一眨的 cursor；因為它，我知道時間仍在向前；因為它，我知道地球仍然在轉。讀者們，請記着我桌上的擺設，讀下去便知有何用。
無論是傳統的陰極管或近年興起的液晶體屏幕，其瑩光粉的其中一種成分叫「釔」（yttrium），是稀土元素的一員。「稀土」其實是十七種元素的統稱，它們的總產值不高，但在科技領域卻是不可或缺，屏幕以外，風力發電的渦輪和電動車的電池也會用上。早前中國減少稀土出口，引起國際關注，全因中國壟斷了稀土出產，佔全球產量的九成半。如果全世界（中國除外）稀土產量係「咁多」，那中國的稀土產量就係
作個對比，OPEC 原油舉足輕重，也不過佔全球產量 45%。若果全世界（OPEC 除外）原油產量係「咁多」，OPEC 產量都不過係
好奇心驅使，找來美國地質調查局一年一度的 Mineral Commodity Summaries (MCS)，看看中國還有什麼礦產在全球產量佔一席位。原來，中國的礦藏尚算豐盈，在我的書桌上，起碼還有四件東西雖然沒有寫明「中國製造」，卻大有可能是「中國出土」。你能否猜到是哪幾件？
首先，是那盞燈的鎢絲。鎢（tungsten）是所有非合金的金屬中熔點最高的，達攝氏 3422 度，除了燈泡鎢絲之外，也可用來作發熱線、火箭引擎的噴咀等。鎢也是出了名的硬，其合金可作切割、鑽咀等工具。總之，需要耐熱和硬度的應用，鎢通常派得上用場。2007 年，中國的鎢產量佔全球 75%。換句話說，如果全世界（中國除外）鎢產量係「咁多」，中國的鎢產量就係
（基於商業理由，MCS 報告沒有列明美國的鎢產量，但由於該國的蘊藏量只佔全球蘊藏的 5%，故其產量應該對全球產量沒有太大影響。）
第二件大有可能是「中國出土」的東西，是手上那枝鉛筆的「鉛」，正確來說是「石墨」（graphite），炭的一種形態。石墨與鐵結合便成鋼，本身可用作潤滑劑和製乾電池；某些超導體也有炭的成分，如 CaC6，即一粒鈣與六粒炭原子的組合。石墨有人工合成也有天然開採的，2007 年，中國的天然石墨產量佔全球 72%。如果全世界（中國除外）天然石墨產量係「咁多」，中國的產量就係
第三，面前那個液晶體屏幕除了有稀土，還有一層氧化銦的透明導電薄膜。銦（indium）還是一些新型太陽能電池薄膜的成分，這些薄膜有別於傳統的「硬淨型」太陽能電池，方便鋪設於建築物或交通公具的外層。2007 年，中國的銦產量為全球的 57%。若果全世界（中國除外）的銦產量係「咁多」，那中國的產量就係
手提電腦那幾顆顯示電源、cap lock、硬盤活動的小 LED，也極有可能含有中國出土的成分。LED 通常以「砷化鎵」（Gallium Arsenide）製成，而中國是砷的最大生產國，智利次之。砷的用途廣泛，可添加至子彈增加其硬度，也可作為肥田料、煙花和殺蟲藥的成分。2007 年，中國砷產量佔全球 45%，智利佔 20%。若全世界（中國和智利除外）的砷產量係「咁多」，中國和智利的總產量就係
世上有用的礦產種類繁多，中國仍未至於做了「世界礦場」；然而，開採「咁多」礦產或多或少反映已發展國家把一些高污染工序「外判」至發展中國家的現象。世界工廠中國已經做了，世界礦場又是否我們應該追求的呢？
註：「咁多」字體面積正比於資源產量。
（2009 年 12 月 2 日 信報副刊）
無論是傳統的陰極管或近年興起的液晶體屏幕，其瑩光粉的其中一種成分叫「釔」（yttrium），是稀土元素的一員。「稀土」其實是十七種元素的統稱，它們的總產值不高，但在科技領域卻是不可或缺，屏幕以外，風力發電的渦輪和電動車的電池也會用上。早前中國減少稀土出口，引起國際關注，全因中國壟斷了稀土出產，佔全球產量的九成半。如果全世界（中國除外）稀土產量係「咁多」，那中國的稀土產量就係
咁多。
作個對比，OPEC 原油舉足輕重，也不過佔全球產量 45%。若果全世界（OPEC 除外）原油產量係「咁多」，OPEC 產量都不過係
咁多。
好奇心驅使，找來美國地質調查局一年一度的 Mineral Commodity Summaries (MCS)，看看中國還有什麼礦產在全球產量佔一席位。原來，中國的礦藏尚算豐盈，在我的書桌上，起碼還有四件東西雖然沒有寫明「中國製造」，卻大有可能是「中國出土」。你能否猜到是哪幾件？
首先，是那盞燈的鎢絲。鎢（tungsten）是所有非合金的金屬中熔點最高的，達攝氏 3422 度，除了燈泡鎢絲之外，也可用來作發熱線、火箭引擎的噴咀等。鎢也是出了名的硬，其合金可作切割、鑽咀等工具。總之，需要耐熱和硬度的應用，鎢通常派得上用場。2007 年，中國的鎢產量佔全球 75%。換句話說，如果全世界（中國除外）鎢產量係「咁多」，中國的鎢產量就係
咁多。
（基於商業理由，MCS 報告沒有列明美國的鎢產量，但由於該國的蘊藏量只佔全球蘊藏的 5%，故其產量應該對全球產量沒有太大影響。）
第二件大有可能是「中國出土」的東西，是手上那枝鉛筆的「鉛」，正確來說是「石墨」（graphite），炭的一種形態。石墨與鐵結合便成鋼，本身可用作潤滑劑和製乾電池；某些超導體也有炭的成分，如 CaC6，即一粒鈣與六粒炭原子的組合。石墨有人工合成也有天然開採的，2007 年，中國的天然石墨產量佔全球 72%。如果全世界（中國除外）天然石墨產量係「咁多」，中國的產量就係
咁多。
第三，面前那個液晶體屏幕除了有稀土，還有一層氧化銦的透明導電薄膜。銦（indium）還是一些新型太陽能電池薄膜的成分，這些薄膜有別於傳統的「硬淨型」太陽能電池，方便鋪設於建築物或交通公具的外層。2007 年，中國的銦產量為全球的 57%。若果全世界（中國除外）的銦產量係「咁多」，那中國的產量就係
咁多。
手提電腦那幾顆顯示電源、cap lock、硬盤活動的小 LED，也極有可能含有中國出土的成分。LED 通常以「砷化鎵」（Gallium Arsenide）製成，而中國是砷的最大生產國，智利次之。砷的用途廣泛，可添加至子彈增加其硬度，也可作為肥田料、煙花和殺蟲藥的成分。2007 年，中國砷產量佔全球 45%，智利佔 20%。若全世界（中國和智利除外）的砷產量係「咁多」，中國和智利的總產量就係
咁多。
世上有用的礦產種類繁多，中國仍未至於做了「世界礦場」；然而，開採「咁多」礦產或多或少反映已發展國家把一些高污染工序「外判」至發展中國家的現象。世界工廠中國已經做了，世界礦場又是否我們應該追求的呢？
註：「咁多」字體面積正比於資源產量。
（2009 年 12 月 2 日 信報副刊）
2009年11月25日 星期三
鈾產見頂？
早幾天在科學論文預印本網站 arXiv 看見一篇關於「鈾危機」的文章，說世界鈾產已經見頂，核電廠將會無以為繼，云云。與一般學術期刊不同，arXiv 所載的論文未經同行審閱，質量未必有保証，然而作者多屬全職科學家，發表的意見應該有幾分根據。在關注氣候暖化和石油前景存疑的今天，核能發電被認為是減少碳排放和解決能源危機的其中一個現成途徑；英國早前才研究多建十所核電站，包括中國以內的許多發展中國家也正努力發展核能，現在忽然爆出「鈾危機」之說，詫異之餘更感好奇，怎能不看看論文作者 －－ 瑞士蘇黎世粒子物理研究所的 Michael Dittmar －－ 究竟葫蘆裡賣的是什麼藥。
原來不只一篇，而是一系列四篇文章；文中引用了很多由經合組織和國際原子能機構合編、名為《Uranium 2007》報告內的資料，並對其數據的準確性作出多番質疑。為表認真，我也找來此俗稱「紅皮書」的報告一讀，怎知愈讀愈是頭昏腦脹，愈讀愈覺是非難辨，愈讀…愈……
……奇怪……桌上那疊「鈾危機」論文和那本厚厚的「紅皮書」忽然說起話來，說得正確一點是互罵。片刻，驚魂稍定，我大叫道：「喂！這是我的書桌，你們有何爭執，說來聽聽，誰是誰非，由我定奪。」
紅皮書：他說鈾危機將臨，簡直是危言聳聽。據我的資料，地球的鈾藏量足夠使用一個世紀。
鈾危機：你的資料含多少水份，你自己心知肚明。
我：你們自說自話也不是辦法，我已經粗略看過你倆的論據，就讓我幫你們找出問題的精髓。先看需求，現時全球共有四百多個核反應堆，分佈三十個國家，每年用鈾約 65000 噸。將來需求增加或減少並不重要，反正你認為鈾資源快將用盡，而你則認為地球鈾源充沛。為了減少無謂爭端，我們就假設可見將來的鈾需求保持在每年 65000 噸。你倆有沒有異議？
紅皮書＋鈾危機：沒有。
我：那好，同意了需求，一半的分歧已經解決，現在看供應。鈾供應來自三方面：鈾儲備、鈾礦、鈾再造。不知道我的理解正確與否，讓我拿黃金作比喻。黃金的來源也有三方面：央行的黃金儲備、金礦、廢金回收，前兩者容易明白，後者「鈾再造」是不是類似廢金回收的循環再造？
鈾危機：差不多，「鈾再造」是把用過的核廢料或提煉過程中的剩餘再提煉，使其鈾濃度回升至可供發電的水平。不過，這種循環再造只佔鈾供應的一小部份，對挽救鈾危機於事無補。
紅皮書：廢話！從來無人以為循環再造是任何物資的主要來源。地上鈾藏多的是，根本沒有什麼危機。
我：那即是說，鈾再造也不是問題的核心，你認為鈾再造幫不了多少，你則認為鈾再造可有可無。現在讓我看看鈾儲備……全球三分一的核燃料都是來自鈾儲備。鈾危機論文，根據你的估計，民用鈾儲備可能在 2013 年用盡……
紅皮書：真係唯恐天下不亂！他的所謂估計不知是建基於多少假設……
鈾危機：我要假設，是因為你說得唔清唔楚，連你自己也在第十二頁這樣說：「儘管資料不全，市場普遍預期來自鈾儲備的供應將會減少，尤其是 2013 年以後。隨着這方面的供應下降，鈾礦開採對於滿足核需求將會愈趨重要……由於勘探需時（通常十年或以上），供應緊絀和鈾價持續上升的可能性不容沒煞。」你不要說我危言聳聽，我只是將你這些格林斯潘式模糊語句重覆具體地再說一遍。
紅皮書：你不要睜着眼睛說瞎話，我是說鈾儲備下降，你卻說 2013 年用盡，這根本是兩碼子事……
我：OK，是不是 2013 根本不重要，大家都同意儲備總有用完的一天，而且正在下降。看來問題的重點是，我們有沒有足夠的鈾礦。
紅皮書：當然有，以我的資料，全球已知鈾藏量 5.5 百萬噸，以每年用鈾 65000 噸計，可用 85 年，還未計將來可能發現的蘊藏量。
鈾危機：哈哈，我哋真係嚟到問題嘅重點，就是他的資料有多準確。你知不知道他的資料怎樣得來？
我：是不是發給各國政府的問卷？
鈾危機：對啊，沒有第三方驗證，填什麼都是一樣，只靠政府官員的操守，資料質素可想而知。我的第三章已經指出，紅皮書兩年一版，許多國家申報的蘊藏量波動得出奇，但紅皮書從沒解釋那些變動的由來。再者，他剛才說的 5.5 百萬噸蘊藏量，其實分兩部份，一是「探明藏量」（Reasonably Assured Resources），一是「推斷藏量」（Inferred Resources）；前者不難意會，後者是根據地質數據「相信」存在的藏量，即使存在也未必能夠有效開採。他沒有告訴大家的是，「探明藏量」只有 3.3 百萬噸，如此混水摸魚，怎能叫人信服？
按着計算機的我：3.3 百萬除以 65000 …… 探明藏量也夠用 51 年啊，而且那些推斷藏量應該不會一無所獲吧。
鈾危機：但他的數據有多可信，其實無人知道……
紅皮書插咀：那你有更好的數據嗎？
鈾危機沒有理會：而且，世界鈾礦產量在 2005 年已經見頂，近數年只見下滑。
紅皮書：產量見頂不代表什麼，有蘊藏唔一定要掘。上世紀八十年代，切爾諾貝爾核電廠意外之後，核能發電不受歡迎，鈾礦勘探日少；近年鈾價上升，這方面的投資猛增……
啪嘞！
噢，原來我伏在桌上瞌着了，還把紅皮書和鈾危機論文一併推落地上。原來睡眠真的有助學習。
老實說，鈾危機論文的理據並不充分，它不斷質疑紅皮書資料的準確性，卻未能提出更有力的蘊藏數據，單靠數年前產量見頂便斷言鈾藏將盡，是言過其詞。畢竟影響產出的因素繁多，採礦也是出了名「大起大落」的行業，一輪過度投資緊接一輪過剩產能，是常態。然而，紅皮書數據的準確性又真是值得懷疑，甚至可說有點馬虎；一本經合組織和國際原子能機構合作出版的刊物，這樣的數據質素，不太像話。
以我這位外行人的「常識」判斷，鈾枯竭是有點不可思議。根據英文維基，鈾和錫兩種元素在地球表面的「豐度」（abundance）相差無幾；錫的用途之廣和歷史之久，人所共知，遠至古代的青銅器，近至今天的罐頭，錫都是成份之一；反觀鈾，其用途只是製造核武和核能發電，全是近六、七十年的事。廣泛用了幾千年的錫還未鬧枯竭，從未生產超過全球五分一電力的鈾竟然鬧危機？難以置信。
無論如何，來自鈾儲備的供應愈來愈少，應該錯不到那裡，問題是多年缺乏投資的鈾行業能否及時填補供應空缺；如果紅皮書的說法正確，開採鈾礦是一項以十年計的長遠事業，遠水難救近火，看來世界將有一段「捱貴鈾」的日子。
（2009 年 11 月 25 日 信報副刊）
原來不只一篇，而是一系列四篇文章；文中引用了很多由經合組織和國際原子能機構合編、名為《Uranium 2007》報告內的資料，並對其數據的準確性作出多番質疑。為表認真，我也找來此俗稱「紅皮書」的報告一讀，怎知愈讀愈是頭昏腦脹，愈讀愈覺是非難辨，愈讀…愈……
……奇怪……桌上那疊「鈾危機」論文和那本厚厚的「紅皮書」忽然說起話來，說得正確一點是互罵。片刻，驚魂稍定，我大叫道：「喂！這是我的書桌，你們有何爭執，說來聽聽，誰是誰非，由我定奪。」
紅皮書：他說鈾危機將臨，簡直是危言聳聽。據我的資料，地球的鈾藏量足夠使用一個世紀。
鈾危機：你的資料含多少水份，你自己心知肚明。
我：你們自說自話也不是辦法，我已經粗略看過你倆的論據，就讓我幫你們找出問題的精髓。先看需求，現時全球共有四百多個核反應堆，分佈三十個國家，每年用鈾約 65000 噸。將來需求增加或減少並不重要，反正你認為鈾資源快將用盡，而你則認為地球鈾源充沛。為了減少無謂爭端，我們就假設可見將來的鈾需求保持在每年 65000 噸。你倆有沒有異議？
紅皮書＋鈾危機：沒有。
我：那好，同意了需求，一半的分歧已經解決，現在看供應。鈾供應來自三方面：鈾儲備、鈾礦、鈾再造。不知道我的理解正確與否，讓我拿黃金作比喻。黃金的來源也有三方面：央行的黃金儲備、金礦、廢金回收，前兩者容易明白，後者「鈾再造」是不是類似廢金回收的循環再造？
鈾危機：差不多，「鈾再造」是把用過的核廢料或提煉過程中的剩餘再提煉，使其鈾濃度回升至可供發電的水平。不過，這種循環再造只佔鈾供應的一小部份，對挽救鈾危機於事無補。
紅皮書：廢話！從來無人以為循環再造是任何物資的主要來源。地上鈾藏多的是，根本沒有什麼危機。
我：那即是說，鈾再造也不是問題的核心，你認為鈾再造幫不了多少，你則認為鈾再造可有可無。現在讓我看看鈾儲備……全球三分一的核燃料都是來自鈾儲備。鈾危機論文，根據你的估計，民用鈾儲備可能在 2013 年用盡……
紅皮書：真係唯恐天下不亂！他的所謂估計不知是建基於多少假設……
鈾危機：我要假設，是因為你說得唔清唔楚，連你自己也在第十二頁這樣說：「儘管資料不全，市場普遍預期來自鈾儲備的供應將會減少，尤其是 2013 年以後。隨着這方面的供應下降，鈾礦開採對於滿足核需求將會愈趨重要……由於勘探需時（通常十年或以上），供應緊絀和鈾價持續上升的可能性不容沒煞。」你不要說我危言聳聽，我只是將你這些格林斯潘式模糊語句重覆具體地再說一遍。
紅皮書：你不要睜着眼睛說瞎話，我是說鈾儲備下降，你卻說 2013 年用盡，這根本是兩碼子事……
我：OK，是不是 2013 根本不重要，大家都同意儲備總有用完的一天，而且正在下降。看來問題的重點是，我們有沒有足夠的鈾礦。
紅皮書：當然有，以我的資料，全球已知鈾藏量 5.5 百萬噸，以每年用鈾 65000 噸計，可用 85 年，還未計將來可能發現的蘊藏量。
鈾危機：哈哈，我哋真係嚟到問題嘅重點，就是他的資料有多準確。你知不知道他的資料怎樣得來？
我：是不是發給各國政府的問卷？
鈾危機：對啊，沒有第三方驗證，填什麼都是一樣，只靠政府官員的操守，資料質素可想而知。我的第三章已經指出，紅皮書兩年一版，許多國家申報的蘊藏量波動得出奇，但紅皮書從沒解釋那些變動的由來。再者，他剛才說的 5.5 百萬噸蘊藏量，其實分兩部份，一是「探明藏量」（Reasonably Assured Resources），一是「推斷藏量」（Inferred Resources）；前者不難意會，後者是根據地質數據「相信」存在的藏量，即使存在也未必能夠有效開採。他沒有告訴大家的是，「探明藏量」只有 3.3 百萬噸，如此混水摸魚，怎能叫人信服？
按着計算機的我：3.3 百萬除以 65000 …… 探明藏量也夠用 51 年啊，而且那些推斷藏量應該不會一無所獲吧。
鈾危機：但他的數據有多可信，其實無人知道……
紅皮書插咀：那你有更好的數據嗎？
鈾危機沒有理會：而且，世界鈾礦產量在 2005 年已經見頂，近數年只見下滑。
紅皮書：產量見頂不代表什麼，有蘊藏唔一定要掘。上世紀八十年代，切爾諾貝爾核電廠意外之後，核能發電不受歡迎，鈾礦勘探日少；近年鈾價上升，這方面的投資猛增……
啪嘞！
噢，原來我伏在桌上瞌着了，還把紅皮書和鈾危機論文一併推落地上。原來睡眠真的有助學習。
老實說，鈾危機論文的理據並不充分，它不斷質疑紅皮書資料的準確性，卻未能提出更有力的蘊藏數據，單靠數年前產量見頂便斷言鈾藏將盡，是言過其詞。畢竟影響產出的因素繁多，採礦也是出了名「大起大落」的行業，一輪過度投資緊接一輪過剩產能，是常態。然而，紅皮書數據的準確性又真是值得懷疑，甚至可說有點馬虎；一本經合組織和國際原子能機構合作出版的刊物，這樣的數據質素，不太像話。
以我這位外行人的「常識」判斷，鈾枯竭是有點不可思議。根據英文維基，鈾和錫兩種元素在地球表面的「豐度」（abundance）相差無幾；錫的用途之廣和歷史之久，人所共知，遠至古代的青銅器，近至今天的罐頭，錫都是成份之一；反觀鈾，其用途只是製造核武和核能發電，全是近六、七十年的事。廣泛用了幾千年的錫還未鬧枯竭，從未生產超過全球五分一電力的鈾竟然鬧危機？難以置信。
無論如何，來自鈾儲備的供應愈來愈少，應該錯不到那裡，問題是多年缺乏投資的鈾行業能否及時填補供應空缺；如果紅皮書的說法正確，開採鈾礦是一項以十年計的長遠事業，遠水難救近火，看來世界將有一段「捱貴鈾」的日子。
（2009 年 11 月 25 日 信報副刊）
訂閱：
文章 (Atom)