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氫之化學符號為H，原子序數為1，原子量為1.00794，是地球大氣中最簡單、最豐富而普遍的化學元素，能量密度大、且燃燒後的產物為水，不會產生二氧化碳，能源轉換效率比化石燃料高，因而被視為終極或全球潔淨能源(Global Clean Energy)。2021年聯合國氣候變遷大會(COP26)達成「格拉斯哥氣候協定」，並以逐步減少煤炭的產量為主要目標，2050淨零排放（net-zeroemission）浪潮席捲全球，綠氫(greenhydrogen)潔淨能源，成為各國積極追求目標。從取之不盡的水資源中分解氫，透過能量轉換提供電力並生成水，如此周而復始，可提供人類永續的資源循環，為了達到淨零目標，全球苦尋替代傳統石化燃料的潔淨能源，惟目前取自大自然的再生能源雖扮演部分要角，但發展都有其環境限制，仍需再找到更為低碳的燃料以達成零碳世界目標，因此氫能及時倍受國際重視。

2018年日本歷經雨災、熱浪及25年來最強颱風飛燕，導致數百人死亡，災損超過350億美元。德國在一場持久熱浪，連續4個月均溫比平常高出近3℃，導致1,250人死亡和50億美元損失。2021年我國面臨56年來嚴重旱災與缺水危機，日月潭九蛙疊像因水庫乾枯見底；2021年最昂貴的一場災難，為侵襲美國東部並造成約650億美元災損的颶風艾達。其次是同年7月發生在德國和比利時的洪災，損失達430億美元、在中國則重創河南省水災，估計損失達176億美元；2022年4月南非大規模洪水，造成60年來最嚴重的土石流，至少461人罹難、87人失蹤。日本東京6月，連續9天測得35℃以上的高溫，創下1875年開始觀測以來的最長紀錄。7月熱浪侵襲歐洲，引發火災、乾旱，葡萄牙及西班牙逾千人死於熱浪襲擊；西班牙、葡萄牙及法國更遭遇野火，上萬人被迫撤離家園。近年來全球各地氣候災難，更加頻繁與嚴峻；極端氣候已經走到自家門口，成為國際間共同印象。

2020年起世人對淨零排碳的意識逐漸提升，越來越多為達成目的新組織成立，迄至2020年12月，全球已有127個國家、823個城市及1,541家企業承諾要在2050年前完成脫碳。據世界銀行統計，全球2021年有64個碳定價機制，總共管制全球21.5%的溫室氣體排放量，較2020年的15.1%相比成長迅速。聯合國氣候峰會COP26，於2021年11月1日～11月12日在蘇格蘭格拉斯哥舉行，決議採取加快應對氣候變遷的行動，以更積極達成減碳目標，若採取排碳必須付費，將有助於政府和企業衡量減排的成本與效益。現階段最常見的排碳定價，包括：徵收碳稅和碳排放交易系統，其它還有碳關稅，其核心概念乃為「使用者付費」。

當我們提到有效減少二氧化碳的生物時，一般人最先想到的都是指陸上綠色植物，但其實海洋沿岸的紅樹林、沼澤濕地及海草地等生態系統，占地僅有陸地森林覆蓋面積的百分之2至百分之6，但固碳的效率卻比一般陸地綠植物來得高。據估計，每公頃的紅樹林生態系能儲存1,030公噸的，沼澤也能儲存920公噸的二氧化碳，固碳效果出乎意料。研究也發現在海洋沿岸大量生長的海藻，也具備透過多種不同方式進行碳吸存的生態功能。2022年聯合國訂定6月8日為世界海洋日，希望藉此喚醒人類對於海洋的保育與永續利用。

在過去80萬年當中，地球大氣中的二氧化碳濃度總在180～280ppm之間變化，2020年7月發表在《科學報告》的研究稱，二氧化碳含量已達415ppm接近1,500萬年來不曾出現過的濃度，也可能是類人猿誕生以來首次出現的高峰。2022年5月，夏威夷莫納羅亞天文台測得二氧化碳濃度421ppm，遠超過數10萬年來的自然變率，照此速度預測21世紀末，二氧化碳濃度將飆至570ppm，超過工業革命前的2倍。地球因此不斷升溫，導致水分從植被和土壤中不斷蒸發，加劇世界許多國家極端乾旱、熱浪與野火。2023年7月19日義大利南部氣溫接近47℃，西班牙沿岸高溫破記錄，整個南歐熱翻天。2023年7月美國多處受熱浪襲擊，16日在「地表最熱」的美國加州死亡谷國家公園測到53.3℃，直逼世界記錄56.7℃。2023年7月27日聯合國秘書長古特瑞斯(AntónioGuterres)宣告，全球暖化時代已結束，正式步入「全球沸騰(globalboiling)」時代。專家一致認為，全球高溫的主要原因是人類使用過多化石燃料，因此自能源危機以來，各國莫不積極進行各種替代能源的開發，而我國能源進口依賴度高達97%，2015～2021年期間火力發電占比都超過80%，若再生能源發展未獲突破，且2025年為非核家園目標，火力發電占比持續攀升恐難避免。積極尋找可行的替代能源是我國不得不的重要政策方針。尤其步入全球沸騰時代與極端氣候災難嚴峻課題，各國面臨減少化石燃料及減少碳排放的趨勢下，地熱被先進各國視為重要綠能之一並積極開發。2016年12月13日比爾蓋茲即已宣布個人投資10億美元，成立乾淨能源基金(BreakthroughEnergyVentures)，於未來20年內投資能夠製造乾淨能源的公司，作者佩服其銳利生意眼光，尤其兼顧挽救地球極端氣候善舉，地熱能或許能成為緩解能源及極端氣候危機中的明日之星。

2020年亞洲許多國家爆發水患，孟加拉有1/3的土地成為水鄉澤國，影響280萬居民；日本九州遭受大範圍強降雨，熊本縣有數十人因此罹難，百萬人遷離；中國50年來最劇烈的暴雨，造成嚴重水患和土石流，共約3,789萬人受災；印度東北部，有約680萬人遭受水災影響，尼泊爾及印尼也都因水患造成重大災難；水患已是亞洲許多國家的夢靨，每年都會發生的「平常」現象。

2018年北極地區夏季異常高溫，格陵蘭北方長年冰凍海域，史上首次出現海冰崩解，形成巨大的漂浮冰山，顯示氣候暖化日趨嚴重。德國紐倫堡大學極地專家特頓博士（Dr.JennyTurton）表示，自1980年以來，北極地區氣溫已經上升了3℃。2019年整個北極海冰濃度是有記錄以來的第2低，隨著氣候變化的加速，冰層不斷變薄，2019年12月《自然》雜誌發表報告指出，格陵蘭島冰川融化速度是1992年的7倍；過去20年全球海平面上升的25%源自這裏。2020年8月31日～9月5日間，極北西伯利亞地區接連出現罕見熱浪，甚至飆到38℃高溫，丹麥暨格陵蘭地質調查局（GEUS）的冰川氣候學者博克斯（JasonBox）表示，2020年9月衛星畫面顯示，北極剩餘的最大冰架位於格陵蘭東北部的79N冰川，有一大塊面積約110km2，徹底崩解成為海上漂浮的無數冰山。根據GEUS地質調查局統計，自1999年以來，格陵蘭冰川已有160km2的冰消失，且冰層消失速度在過去2年間不斷加速，海洋學家也觀測到比往年更高的海水溫度，冰架不止從上方崩裂，甚至從水下融化。2021年12月23日聯合國機構世界氣象組織證實，2020年夏季熱浪期間，俄羅斯西伯利亞地區維科揚斯克市氣象觀測站測得氣溫38℃，是北極最高溫記錄。

2015年12月12日聯合國巴黎氣候大會上，195國一致通過「《巴黎氣候協定》(ParisClimateAgreement，以下簡稱《巴黎協定》」，2016年9月3日，在參加中國杭州舉行的G20國際經濟合作論壇時，中國國家主席習近平，同美國總統歐巴馬、聯合國秘書長潘基文，共同批准《巴黎協定》。加起來碳排總量幾乎占全球40%的中美兩國，終於批准這項協定，成為聯合國繼《京都議定書》(KyotoProtocol)」之後，具有法律約束力的全球溫室氣體減量新協定。

非洲東瀕印度洋，西臨大西洋，縱跨赤道南北，土地面積廣達3,020萬平方公里，占全球陸地總面積的20.4%，僅次於亞洲，是世界第2大洲。相當於中國、西歐、墨西哥、美國、賴比瑞亞及日本等國領土總和。北非位北迴歸線兩側，包括蘇丹、南蘇丹、埃及、利比亞、突尼西亞、阿爾及利亞、摩洛哥等7國及大西洋中的葡屬馬德拉群島、亞速爾群島。南非洲大陸含13個國家：即安哥拉、尚比亞、馬拉威、莫三比克、辛巴威、波札那、納米比亞、南非、史瓦帝尼、賴索托、馬達加斯加、模里西斯及葛摩。

習近平2012年擔任總書記（兼國家主席）開始推動「中國夢」，2013年倡議「一帶一路」，並規劃2016年至2020年的「十三五」計畫。去年中共召開十九大，習近平提到「中國夢」13次及「新時代」36次，並稱已從中國夢中「站起來」、「富起來」飛躍到「強起來」的新時代。依據CEIC人均生產總值資料，中國人均GDP從2012年的6,341.80美元大幅躍升至2017年的8,830.17美元，習近平推動「中國夢」5年，經濟堪稱非常成功，因而得以飛躍到「強起來」的新時代。

自工業時代開始以來，燃燒化石燃料所排放的溫室氣體，就一直將所增加的熱力圍困在大氣中，而這些額外增加的熱能在全球各處，並非均勻分佈，乃造成極端天氣在某些地區嚴重爆發。近年世界七大洲中以歐洲夏季最常被熱浪襲擊，主因在於北方高壓長期壟罩在西歐上空，構成阻塞高氣壓之特性，致使原該隨季節氣候導引而來的西風帶，被排擠在大西洋外；同時，來自北非撒哈拉沙漠的熱氣流則藉此高壓流入，受高壓影響結果風與濕度都減小，導致歐洲夏季多數國家有如蒸籠般炙熱，且由於天氣熱蓋（heatdome）現象，使熱浪時間拖得更長、強度更加劇烈。

地球海洋是太陽系唯一躍動的藍色心臟，對居住人類與生物來說都至關重要。自1998年聯合國開始籌建全球實時海洋觀測網(Argo)，以便長期、自動、實時和連續獲取大範圍且深層之海洋資料。該計劃於2000年正式實施以來，包括美國、澳大利亞、法國、英國、德國、日本、韓國、印度和中國在內約40個國家和團體在全球海洋共布放1.4萬個以上的Argo浮標，因而實現全球海洋中上層的實時觀測，是目前獲取海洋的氣候狀態信息的主要來源，被廣泛應用到物理海洋學的各領域，如海氣相互作用、海洋環流、年際變化及聖嬰現象等，還能用於直接計算全球海洋熱含量，已成為海洋和大氣研究中重要的資料來源。

海洋覆蓋地球表面積約達71%，平均厚度約為4,000公尺，幾乎儲存地球上約97%的水資源，大氣總質量僅約海洋總質量的0.36%。難怪阿波羅號上太空人看地球像顆「藍色大彈珠」。由於海水的比熱遠大於大氣與陸地表面，海洋的熱儲存功能極強，是地球大氣的最佳調節器。太陽輻射進入地氣系統，經過大氣、雲層和地表反射，以及大氣層的吸收之後，只有約51%可以加熱地球表面，而這其中的70%被海洋吸收，然後再以長波輻射及潛熱等多種形式釋放能量。2022年全球持續籠罩暖化陰影，歐盟氣候研究組織「哥白尼氣候變化服務」，2023年1月10日表示，歐洲、中國等地夏季極端高溫，致2022年成為史上第5熱年份，不僅地表氣溫升高，連海水也愈來愈熱。美國聖湯瑪斯大學氣候研究員亞伯拉罕說，隨著氣候變遷的影響加劇，2019～2022連續4年海洋熱含量均創新高。海洋熱含量是指海面下2,000公尺所吸收並儲存的熱量，可以反映出受全球暖化與氣候變遷的影響。

我們只要一提到全球暖化一般都會聯想到二氧化碳，但其實甲烷也是一種強力的溫室氣體；2018年美國利用奧克拉荷馬州南大平原觀測站獲得的綜合資料，首次證明甲烷也能加重地球溫室效應，而且由甲烷造成的溫室效應是二氧化碳的25倍。甲烷的排放，除了來自大自然如海洋、永凍層和一些濕地外，也來自許多人為所產生。如天然氣管線的甲烷洩漏不只影響溫室效應，若短時間高濃度噴發，甚至可能引發安全風險；據美國官方統計，天然氣供應鏈洩漏率約2～3%，如美國波士頓1,256公里道路就有3,356個甲烷洩漏點。人為產生的甲烷更是最大的排放源，尤其是來自開墾土地時的生質燃燒和畜牧業。能源產業所排放的甲烷來源，包括煤礦業、煉油業及管路滲漏等。

2023年6月中旬，歐盟氣候監測機構「哥白尼氣候變化服務」，首次發現全球6月的升溫幅度超過1.5℃極限。德國卡爾斯魯爾理工學院氣象與氣候研究中心教授昆斯特曼表示，在6月就接近增溫1.5℃的極限相當不尋常，尤其全球森林正面臨前所未有的危機。

2019年1月底至2月初期間，位於中緯度的北美地區發生極端低溫事件，部分城市的低溫甚至超越南極大陸，許多居民之大門甚至因而結冰，低溫規模超過30年未出現之寒流事件，肇因於極地渦旋南移至中緯度，導致中低緯度地區受到低溫的影響。1月30～31日兩天，加拿大貝克湖觀測到-41℃的低溫。這兩天，由極區南下的冷空氣同樣對美國中部北側造成低溫，明尼蘇達州卡頓地區最低溫為-48.9℃。紐約31日氣溫為-17℃，低於氣候平均值約8℃。

2018年美國利用奧克拉荷馬州南大平原觀測站獲得的綜合資料，首次證明甲烷也能加強地球溫室效應；甲烷除了來自大自然如海洋、永凍層和一些濕地外，更來自許多人為所產生，據美國官方統計，天然氣供應鏈洩漏率約2～3%，如美國波士頓1,256公里道路就有3,356個甲烷洩漏點；而加拿大環境監測GHGSat公司指出，俄羅斯煤炭公司Raspadskaya旗下礦坑於2022年1月以每小時90公噸的速率排放甲烷；顯示人為產生的甲烷是最大的排放源，尤其是來自畜牧業與工業排放的廢水，同時含有二氧化碳與甲烷，是造成溫室氣體效應的元凶，其中約有一半是甲烷所造成。聯合國為了達到巴黎氣候協定目標，於2100年將全球平均升溫控制在2℃之內，乃以2050年為限，將整體減緩溫室效應、溫度上升的目標提出淨零排放及全球甲烷承諾決議，105個國家簽署承諾未來10年要減少30％的甲烷排放量，以減緩暖化危機。

聯合國於1998年開始籌建Argo全球海洋觀測網（Arrayforreal-timeGeostrophicOceanography），由6顆繞極軌道衛星組成，軌道高度850km，週期約100分鐘，單顆衛星的橫掃直徑為5,000km，6顆衛星每天固定圍繞地球運轉，接收海洋、地面和空中的發射器信號，並將信號傳回地面，以長期、自動、實時和連續探測大範圍及深層海洋資料，該計劃業於2000年正式實施，近40個國家和團體在全球海洋上共施放1.4萬個以上的Argo浮標，可在24小時內通過衛星和網際網路傳送到各地的使用者，因而實現全球海洋中上層的實時測報。Argo探測數據已成為海洋和大氣研究的重要資料，特別適用於研究不斷變動的氣候。利用Argo數據可以估算海洋熱含量及其分布與變化，並可估算因海水增溫膨脹對全球海平面上升的影響以及隨著全球暖化，水循環如何跟著產生變化。因較暖的空氣可以儲存和輸送更多的水汽，導致全球乾燥地區蒸發增加，而潮濕地方降水量則愈來愈多。當熱帶風暴經過洋面時，會從海洋上層吸取熱量，風暴威力乃因而不斷增強。

全球暖化導致極端氣候災害越發嚴峻，2021年全球年度氣候峰會(COP26)在蘇格蘭格拉斯哥市舉行，首要任務為讓各國就2050年實現零排放、2030年前加大減排力度和速度做出承諾，達成若干具體行動倡議，如消除使用燃煤、保護生態環境等等。近年來各行業開始關注ESG(Environment、Social、Governance)，成為淨零碳排制定的策略，在主管機關的政策引導下，無不積極應對。

2015年200多個國家在巴黎訂約，要將全球升溫控制在1.5℃之內，為了檢視各國減碳進度，每5年要進行一次檢討，2021年9月聯合國提出第一次全球盤點報告，如果要達成1.5℃的目標，到2030年還差每年200億噸左右的減量，相當於全球排放量的40～43％左右。科學家們表示，地球平均升溫超過巴黎氣候協定1.5℃目標時，地球遭受熱浪、乾旱、野火、暴風和洪水等極端氣候災難將日益加劇。2023年12月1日聯合國在氣候峰會(COP28)期間表示，2023年已確定創下有記錄以來最熱的一年；全球均溫比工業化前已高出1.4℃，且未來4年內升溫就可能達到1.5℃。