「呼吸（breath）」是人（當然包括所有動物）的生理本能之一，甚至是辨別一個人是否有生命跡象的準則之一。這裡先來段小插曲，記得當年我在美國教書時，有次參加在美國亞利桑那州鳳凰城（Phoenix, Arizona, USA）舉辦的學術研討會，晚間與他校教授，共進晚餐，席間談到各校招生的困境，因為那時正逢石油業最不景氣的年代（1980 年代中期），油價跌到谷底，每桶只要 16 美元，各校所有和「石油」相關的科系，都有了招生困難的問題。有位教授說，他們學校的「石油工程學系」，大學部的本科生，從過去近千人，驟減至十位數，另一位教授則說，他們學校「地質系」的招生標準已降到，只要你能「呼吸」，就可以入學。後者當然是戲謔之言，但也讓我印象深刻，原來「呼吸」也可以用來做為，大學入學的「衡量」標準。
藉此也奉勸下，目前為招生煩惱的同仁（特別在台灣），要知道現在的「大學」，是「資本主義」經濟體制下的產物，「市場」決定一切，君不見「小吃攤」前，大排長龍，「精品店」，因客源不同，老板娘蹺著二郎腿，拿個蒼蠅拍在打蒼蠅，難得有個顧客上門。熱門的產業，薪資好，有願景，就業率高，相關的科系，當然是「趨之若䳱」，人滿為患，而其他那些不景氣行業的科系，當然是「門可羅雀」，招生不易。不願接受這個事實，卻挖空心思，逕想各種花招來招攬學生，最後當然是「事倍功半」，甚至「徒勞無功」，淪為別人的笑談而已。你會問說：「那該怎麼辦？」坦白說，我當然「知道」該怎麼辦，但不好講，一來「不在其位，不謀其政」，二來你聽了也不舒服，那就是，告訴了你，你也不是那塊料，做不來的，還是不要知道比較好。
回到本文的「主題」上來，「呼吸」這個名詞，可不是「動物」的專享，「植物」也能「呼吸」，只是我們人和動物的「呼吸」，是吸入「氧」，呼出「二氧化碳」，而植物卻恰恰相反，是吸收入「二氧化碳」釋放出「氧」。後者指的就是植物的「光合作用（photosynthesis）」，在日光照射下，植物透過葉片的「氣孔（stoma）」，吸入空氣中的「二氧化碳」，再和根部汲取來的水份，合成有機質（即枝葉等），因此，白天時，日照充足，植物透過「光合作用」，得以成長，到了夜晚，沒有日照，植物反向操作，進行所謂的「呼吸作用（respiration）」，把「二氧化碳」釋放回大氣中。
由於每年夏季，溫度高，日照足，為植物的生長季節，植葉繁茂，植物使用大量的「二氧化碳」，到了冬季，枝葉落盡、分解，又把「二氧化碳」釋放到大氣中。以一年的周期來看，地表植物此種「夏-秋」季節的交替，直接反應在大氣中「二氧化碳」氣體濃度的變化，就是「夏低冬高」，如此年復一年，周而復始，有規律的季節性變化，就整個地球而言，有如人一般，擬之為「地球的呼吸（Earth’s breath）」。下圖（credit: NSF and
NOAA），即是大氣中「二氧化碳」氣體濃度，在一年間的變化圖，由圖可見，其濃度在夏末（9-11 月間）最低，而冬季過後，在植物生長季來臨前時（5-6 月）最高。
因此，「地球」的「呼吸」，指的是地表大氣中，「二氧化碳」的濃度，隨著季節交替，而呈現的有規律變化，也就是「騏麟曲線（Keeling Curve）」中，所呈現的鋸齒狀的變化（請詳見前文DDS012-「400 ppm CO2」）。說到「騏麟曲線」，不得不告訴你一些，有關「騏麟先生（Charles Keeling）」的典故。事實上，以上所說的這種大氣中「二氧化碳」的「季節性變化（seasonal variation）」，最早就是 Keeling 發現的，但這一發現，其實也完全是一種巧合和意外。
話說當年（1955），美國正準備開始執行，一項名為「國際地球物理年（International Geophysical Year；IGY）」的計畫，其中需要測定大氣中「二氧化碳」的濃度，也就在這同時，有位英國工程師（Guy Callenda），聲稱人類自工業革命後，所有燃燒化石燃料（石油和煤），所造成的「二氧化碳」，全部都積累在大氣中，由於當時的分析技術還不是非常精準，Roger Randall Dougan Revelle （1909-1991；時任 Scripps Institution of Oceanography 所長，也是 IGY 計畫的主持人）相當質疑該等數據的準確性，也因而並不認同這種看法，因為他深信海水一定也會吸收，部分這些「人造」的「二氧化碳」。
當時他就和 Hans Suess（1909-1993）兩人決定聘請 Keeling，藉重其分析化學的專長（美國西北大學化學博士，加州理工學院博士後），來發展出一套能精確測量大氧「二氧化碳」濃度的方法。在發展設計相關儀器設備的同時，為了驗證他的方法可行，Keeling 就到鄰近各地採集空氣樣品，然後帶回實驗室予以測試，剛開始，他還以為是方法或儀器出了問題，因為他發現，一天裡不同時間採回來的樣品，其「二氧化碳」濃度均不同，而且中午時的濃度最低，接下來，幾乎天天如此，這時他才幡然醒悟，原來他根本不是在測量，大氣中「二氧化碳」的濃度，而是在測量「地球的呼吸」：白天植物行「光合作用」，吸入「二氧化碳」，中午時，光照最強，吸入最多，到了夜間，沒了陽光，植物又把「二氧化碳」，釋回大氣，這樣一「吸」一「吐」，簡直像極了人的「呼吸」一樣！
閱讀到這裡，加上我前文
DDS012-「400 ppm CO2」的介紹，你該清楚知道，什麼是「騏麟曲線」，而那些每年「鋸齒」狀的上下起伏變化，代表著「地球的呼吸」。但是，事情還沒完呢！就在這個月初（9 月 6 日；Science 341, 1085, 2013;
DOI: 10.1126/science.1239207），科學家深入細究，這些「鋸齒」狀的變化時，赫然發現，過去 50 年來，它們變化的幅度，在北半球有逐年漸增的趨勢（見下圖；credit: The
Carbon Dioxide Information Analysis Center），也就是說「地球的呼吸」，似乎變「大」了，或者說，「地球」似乎變成在「深呼吸」了，「吸入」更多的「二氧化碳」，也「吐」出更多的「二氧化碳」。此外，他們也發現，此種每年「季節變化的幅度（seasonal amplitude）」，隨著緯度的增加而加大，例如由北緯
45o 至北極，約增加了 50%，而從北緯 10o
到 45o 則僅增加了不到 25%。目前，科學家們還不太了解，造成這種現象的緣由何在？但相信和北半球高緯度地區，陸生植物的生態改變有關。
假如我們把每年大氣中「二氧化碳」濃度隨季節的變化，比喻為地球的「呼吸」，那另一個差可比擬的有規律變化，就是地球「北極」冰原覆蓋面積，隨著四季的「消」、「長」了：在冬季氣溫最低時，冰原面積擴張到最大，在夏季氣溫最高時，冰原面積減縮至最小。最近，有人利用「美國航太總署團隊（ the NASA Visible Earth team）」，拍攝到的地球北極圖像，依月份組合成一連續的動畫（見下圖；credit and source: http://uxblog.idvsolutions.com/2013/07/a-breathing-earth.html
）。我請你一定要上此網址好好的觀賞，它不但生動精美，更可以讓你感受，那「冰原」面積隨四季溫度的「消長」，像極了我們「心臟」的收縮和擴張，我估稱之為「地球的脈動、心跳」。
總結這篇短文的目的，無非是想告訴你：我們這個賴以為生的「地球」，像你我一樣，不但會「呼吸」，還有「脈動、心跳」哩！
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