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看不見的毯子

溫室氣體與全球暖化

Level IV｜國中 13–15 歲

起點

大氣中那層看不見的毯子，怎麼來的？

1
沒有溫室氣體的地球，會多冷？
2
哪些氣體最強？哪些最多？
3
誰負責減？怎麼減？

四節課，從基林曲線到減碳承諾，逐步揭開答案。

活動一

看不見的毯子

溫室效應與基林曲線

活動一・步驟 1

如果沒有溫室氣體，地球長什麼樣？

沒有溫室氣體

−18°C

海洋全部結冰、生命幾乎無法存在

有天然溫室效應

+15°C

適合生命存在的「剛剛好」溫度

33°C 的溫差來自天然溫室效應。
問題不在「有」，而在「過量」 — 就像被子太厚會中暑。

活動一・步驟 2

溫室效應如何運作？

太陽短波進入、地表紅外線長波被攔截示意圖 概念整理圖
溫室效應機制：太陽短波進入、地表紅外線長波被攔截 示意圖：太陽的短波輻射（可見光）穿過大氣層到達地表；地表吸收後再輻射長波紅外線；溫室氣體層（CO₂、CH₄、N₂O、H₂O）吸收並再放射長波，使部分長波被攔截、反射回地表，部分逸散太空。GWP₁₀₀：CO₂=1、CH₄≈27–30（非化石 27、化石 29.8）、N₂O≈273（IPCC AR6 WG1 Ch.7）。天然溫室效應：無溫室氣體時地球均溫 −18°C，有天然溫室效應為 +15°C，差距 33°C。 溫室效應機制 — 太陽短波進入、地表紅外線長波被攔截 示意圖 太空 天然溫室效應 無溫室氣體：地球均溫 −18°C 有天然溫室效應：+15°C 差距 33°C 大氣層 溫室氣體層（CO₂、CH₄、N₂O、H₂O — 吸收並再放射長波） GWP₁₀₀: CO₂=1 ／ CH₄≈27–30 ／ N₂O≈273　（IPCC AR6 WG1 Ch.7） 短波輻射 （可見光） 長波紅外線 （地表再輻射） 長波被攔截 反射回地表 部分長波 逸散太空 地表 地球表面（吸收短波 再輻射長波紅外線） 示意圖：溫室效應機制概念整理（非實際觀測值）
溫室效應如何運作？
活動一・步驟 3

基林的堅持：1958 年起的世界級紀錄

基林曲線 1958–2024 折線圖 趨勢圖
Keeling 曲線：大氣 CO₂ 濃度（1958–2024） 折線圖：NOAA 毛納羅亞觀測站年均值，大氣 CO₂ 濃度從 1958 年約 315 ppm 持續上升到 2024 年 424.6 ppm（同年全球平均 422.8 ppm）；細虛線為季節振盪示意。曲線數值為近似 NOAA 趨勢之教學示意，圖下方以毛納羅亞火山與觀測站作背景。 Keeling 曲線：大氣 CO₂ 濃度（1958–2024） NOAA 毛納羅亞觀測站・年均值 示意圖 320340360380400420 大氣 CO₂ 濃度（ppm） 195819701982199420062020 315 ppm (1958) 424.6 ppm 2024 年均值 年均 CO₂ 濃度（近似值） 季節振盪（示意） 來源：NOAA Global Monitoring Lab — gml.noaa.gov/ccgg/trends/ ｜ 曲線數值為近似 NOAA 趨勢之教學示意
基林的堅持：1958 年起的世界級紀錄
資料來源：美國國家海洋暨大氣總署 — 大氣二氧化碳趨勢
活動一・步驟 5

把時間拉長：80 萬年冰芯告訴我們什麼？

80 萬年二氧化碳波動圖（含 422 ppm 突起） 概念整理圖
過去 80 萬年大氣 CO₂ 濃度重建（冰芯代理資料） 示意折線圖：冰芯重建的過去 80 萬年大氣 CO₂ 濃度在冰期與間冰期之間循環，自然範圍約 170–300 ppm，自然最高值 300 ppm；2024 年達 422 ppm，是人類史上最高；IPCC AR6 指出 2019 年的 CO₂ 濃度已是至少 200 萬年來最高，現在更高，超出自然波動範圍 40% 以上。曲線為教學示意，左上方小圖為南極冰芯鑽探。 示意圖 過去 80 萬年大氣 CO₂ 濃度重建（冰芯代理資料） IPCC AR6 WG1 / NASA Climate Vital Signs ｜ 曲線為教學示意 200250300350400 CO₂ 濃度（ppm） 80 萬年前60 萬40 萬20 萬現在 自然範圍 170–300 ppm（冰期-間冰期循環） 自然最高值 300 ppm 422 ppm 2024 — 人類史上最高 IPCC AR6：2019 年濃度已是至少 200 萬年來最高；現在更高，超出自然範圍 40% 以上 來源：IPCC AR6 WG1 FAQ 5.1 ／ NASA Climate Vital Signs ／ 數值為近似教學示意
把時間拉長：80 萬年冰芯告訴我們什麼？
資料來源：美國太空總署 — 氣候關鍵指標（二氧化碳）
活動二

溫室氣體家族點名

誰最強？誰最多？

活動二・步驟 2

溫室氣體家族：壽命與暖化能力

氣體 全球暖化潛勢（百年尺度） 大氣壽命 關鍵特性
二氧化碳1數千年慢性病：累積且難移除
甲烷≈ 27–30（非化石 27、化石 29.8）約 12 年急性病：減量見效快
氧化亞氮≈ 273擾動壽命約 109 年量少但威力強
氟化氣體（氫氟碳化物等）數百到數千數年到數萬年，依氣體而異（常用 HFC 冷媒約 5–14 年；SF₆ 約 3,200 年；PFC-14 約 5 萬年）主要來自冷媒

減甲烷可短期降溫（10 年見效）；減二氧化碳像還百年房貸。

資料來源：政府間氣候變化專門委員會 — 第六次評估第一工作小組第七章
活動二・步驟 3

甲烷偵探：最大來源你猜到了嗎？

甲烷三大來源圓餅圖 比例圖
全球人為甲烷排放三大來源 示意圓環圖：全球人為甲烷排放比例為農業（牛等反芻動物）約 40%、化石燃料（開採、外洩）約 35%、廢棄物（掩埋場、污水）約 20%，其餘約 5%（生質燃燒等）。農業是最大來源，超過化石燃料。資料：UNEP/CCAC 全球甲烷評估（Global Methane Assessment, 2021），比例為近似教學示意。 全球人為甲烷排放三大來源 UNEP／CCAC 全球甲烷評估（Global Methane Assessment）｜ 比例為近似教學示意 示意圖 40%35%20% 人為甲烷排放 農業（牛等反芻動物） 40% 化石燃料（開採、外洩） 35% 廢棄物（掩埋場、污水） 20% 其餘約 5%（生質燃燒等，未列入三大來源） 翻轉直覺：農業（40%）是最大甲烷來源，超過化石燃料；減肉食也是氣候行動 資料：UNEP/CCAC Global Methane Assessment（2021）｜ 比例為近似值，非精確扇形
甲烷偵探：最大來源你猜到了嗎？
資料來源：聯合國環境規劃署／氣候與清潔空氣聯盟 — 全球甲烷評估 2021
活動二・步驟 4

臺灣排什麼最多？

臺灣 2022 部門排放圓餅圖 比例圖
臺灣 2022 年溫室氣體排放部門結構 圓環圖：臺灣 2022 年溫室氣體總排放約 286 百萬公噸 CO₂e（不含 LULUCF），能源部門（發電、工業、運輸等燃料燃燒及逸散）90.9%、工業製程 7.1%、農業 1.1%、廢棄物 0.9%（2022 年，清冊 2024 年版）。能源部門佔約 91%，是減碳關鍵打擊點。資料：環境部氣候變遷署國家溫室氣體排放清冊報告 2024，比例為近似值。 臺灣 2022 年溫室氣體排放部門結構 環境部氣候變遷署 — 國家溫室氣體排放清冊 2024 ｜ 總排放約 286 百萬公噸 CO₂e（不含 LULUCF） 90.9% 286 MtCO₂e2022 年 能源部門（發電、工業、運輸等燃料燃燒及逸散） 90.9% 工業製程 7.1% 農業 1.1% 廢棄物 0.9% 臺灣減碳關鍵打擊點：能源部門佔約 91%，能源轉型是首要任務 資料：環境部氣候變遷署 國家溫室氣體排放清冊報告 2024（2022 年資料）｜ 比例為近似值
臺灣排什麼最多？
資料來源：中華民國環境部氣候變遷署 — 國家溫室氣體排放清冊
活動三

難易不同

全球與臺灣減量的現實

活動三・步驟 1

全球暖化潛勢的真實意義

若你要減 100 公噸二氧化碳當量，可選：

選項 A

少燒煤

100 公噸二氧化碳

需要能源轉型

選項 B

少排甲烷

3.6 公噸（100÷28）

堵漏氣管線、掩埋場封蓋

選項 C

少排氧化亞氮

0.37 公噸（100÷273）

改變施肥技術

暖化效果相同，難度與社會影響大不同。政策科學的核心是找「每元減最多」的選項。

活動三・步驟 2 ・ 教育部教材

臺灣產電結構轉轉轉

2024 vs 2030 電力結構對比圖 趨勢圖
臺灣電力結構：2024 現況 vs 2030 目標 對比圖：2024 年發電量結構（經濟部能源署統計）為化石燃料約 83%（燃煤 39%、燃氣 42%、燃油 1%）、核能約 4%、再生能源約 12%（太陽光電 5%、風力 4%、水力 1%、其他 1%），2024 年電力排碳係數 0.474 公斤 CO₂e/度（約 474 gCO₂e/kWh）；2030 規劃為燃氣 50%、燃煤 20%（化石燃料合計約 70%）、核能 0%、再生能源 30%，燃煤比重由約 39% 降至約 20%。數值取整，以能源署公告為準。 臺灣電力結構：2024 現況 vs 2030 目標 資料：經濟部能源署 2024 能源統計與 2030 電力配比規劃 ｜ 數值取整 示意圖 2024 現況 化石燃料 83% 核能 4% 再生能源 12% 燃煤 39% ／ 燃氣 42% ／ 燃油 1% 太陽光電 5% ／ 風力 4% ／ 水力 1% ／ 其他 1% 電力碳排強度 約 474 gCO₂e/kWh 2030 目標 化石燃料 70% 核能 0% 再生能源 30% 燃氣 50% ／ 燃煤 20% 太陽光電、離岸風電成長 目標燃煤比重 約 20%（2024 約 39%） 能源轉型 資料：經濟部能源署能源統計、113 年度電力排碳係數 0.474；教育部教材 0296_KEE_III ｜ 目標以能源署公告為準
臺灣產電結構轉轉轉
教育部 RAG 教材：0296_KEE_III_臺灣產電結構轉轉轉（純文字索引）
活動三・步驟 3

倫理兩難辯論：誰該先減？

「先進國家排了兩百年才致富，現在要求開發中國家減碳，公平嗎？」

主張（C）

具體立場：誰該先減？減多少？

證據（E）

歷史累積排放：美國加歐盟約 40%；當前年排放：中國第一

理由（R）

歷史正義 vs 當下現實的拉扯

背景原則：共同但有差別責任 — 各國責任有別，共同行動不可少。

活動三・步驟 4

成功案例：蒙特婁議定書

南極臭氧洞 1980→2024→2066 修復軌跡 趨勢圖
南極臭氧洞 1980→2024→2066 修復軌跡 世界地圖下方標示南極臭氧洞位置。右側由上而下三個南極上空俯視圖，依序為1980、2024、2066，臭氧洞由小變大再恢復，呈現蒙特婁議定書後的修復軌跡。 南極臭氧洞 1980→2024→2066 修復軌跡 南極臭氧洞 南極 蒙特婁議定書禁用氟氯碳化物，臭氧層逐步修復 南極上空（俯視） 1980 2024 2066
成功案例：蒙特婁議定書
資料來源：世界氣象組織與聯合國環境規劃署 — 臭氧層耗損科學評估
活動四

我的減碳承諾

校園、家庭、社區專題

活動四・步驟 1

森林與紅樹林：地球最老的碳捕捉機

陸地森林

約 76 億公噸

全球森林每年淨吸收 CO₂（2001–2019 平均），約為 2022 年全球排放的七分之一

一公頃溫帶森林每年固碳 2–5 公噸

紅樹林（藍碳）

4 倍

每公頃「儲存」的碳最多可達一般熱帶森林 4 倍，大多存在泥裡

比較的是碳儲量，不是每年吸收速度（Donato et al. 2011）

陷阱：新樹固碳要 20–30 年才見效；森林火災會釋放二氧化碳；砍伐若大於種植，淨效果為負。

資料來源：世界資源研究所（WRI）／Harris et al. 2021 — 全球森林碳收支（2001–2019 平均）；Donato et al. 2011 — 紅樹林碳儲量
活動四・步驟 2

提案書結構：主張 – 證據 – 理由

主張（C）

具體、可行、可衡量

範例：每週一日蔬食午餐

證據（E）

至少引用 2 個資料點

範例：農業甲烷佔 40%、牛肉 vs 蔬食碳足跡

理由（R）

連結科學原理

範例：減牛肉攝取 → 減反芻動物甲烷

加上行動步驟（時程、負責人、資源）與成效指標（節電度數、二氧化碳當量）。

完整互動版見 worksheet.html §7
活動四・步驟 3

全校方法：四面向檢核

治理

  • 校園碳盤查小組
  • 用電用紙廚餘公開

課程

  • 跨科專題
  • 碳素養週

校園營運

  • 蔬食日、廚餘堆肥
  • 校園植樹計算碳匯

社群

  • 淨零市集、紅樹林志工
  • 家庭碳足跡挑戰

互評規則：每組 90 秒閃電提案，全班用 4 格檢核表評分。

活動四・步驟 4

後設認知與承諾簽署

1
上課前你以為什麼？現在知道什麼？
2
哪個數據最衝擊你？為什麼？
3
未來一週，你打算做一件什麼具體的事？

請於學習單寫 50 字以上反思，並簽署個人承諾書。

總結

三個關鍵字，一起記住

第 1 個
毯子
天然溫室效應讓地球溫暖
過量讓地球發燒
第 2 個
家族
二氧化碳長期、甲烷短期
全球暖化潛勢量化比較
第 3 個
承諾
減排 + 增匯 + 個人行動
主張、證據、理由

氣候變遷不是被解決的問題，是需要持續選擇、持續行動的過程。