AI算不出熱島效應　地球能給人類時間去驗證太陽能不是乾淨能源？

▲ 輝達執行長黃仁勳Computex主題演講「AI如何帶動全球新產業革命發展」。（圖／記者李毓康攝）

● 許耀升／馳品設計執行長

輝達創辦人黃仁勳被譽為「AI教父」，並於5月底來台灣參加6月4日開幕的COMPUTEX 2024台北國際電腦展。近一周來，他在台灣引發熱烈關注，並於台大綜合體育館舉行演講，主要於探討AI如何推動全球的新產業革命，而期間最引人注意的就是關於使用於氣候方面的「Earth-2 氣候數位孿生雲端平台」。

什麼是「Earth-2 氣候數位孿生雲端平台」？就是一個在 NVIDIA DGX Cloud™上建立的新雲端API，可以讓使用者創建出以人工智慧所驅動的模擬，以提供對於全球大氣、本地雲層覆蓋到颱風和不穩定氣流等互動式、高解析度的模型。這種利用AI來加速創建對全球氣候、天氣的高解析度模擬和視覺化，使我們能看見未來，是利用人類的智慧科技來反映真實世界的虛擬模型，使人們更能去預測出未來世界的影響，其宣稱可模擬範圍能突破性地達到 2 公里。

▲ 黃仁勳表示，數位孿生是一種反映真實世界的模型，輝達現在可以打造地球的數位孿生模型，預測地球未來變化，避免天災發生，更了解氣候變遷對人類影響。（圖／記者李毓康攝）

黃仁勳表示，氣候變遷現在已成為常態，乾旱、颶風和暴雨洪水正以驚人的頻率不斷出現在各電視台新聞中，而Earth-2 雲端 API 係採用名為 CorrDiff 的新型 NVIDIA，該模型採用最先進的擴散建模，生成的圖像解析度比當前數值模型高出 12.5 倍，速度提高 1,000 倍，能源效率提高 3,000 倍。除了能修正粗分辨率預測的不準確性，並綜合了對決策至關重要的指標，且 CorrDiff 還是首創的生成式 AI 模型，可提供超解析度、綜合利害關係人感興趣的新指標，並從高解析度資料集中去學習細尺度當地天氣的物理原理，能致力於幫助我們更好地應對極端天氣，並激勵我們採取行動來緩解極端天氣。只可惜的是用 AI 預測會是很完美的方案，但往往最不完美的在於「人」本身身上！

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不正確的減碳思維下　AI如何建構真實氣候完美模型？

首先這種突破式生成式 AI 必須與氣候科技產業公司所擁有的專有資料相結合，其 Earth-2 應用程式介面才可以發揮作用，幫助使用者在幾秒鐘內來提供警告和更新的預報，而一般傳統的 CPU 所驅動建設的模型則往往需要更長的時間去做準備。但當目前很多人都把太陽能板發電，誤認為是一種完美乾淨能源的錯誤觀念，而使整個世界為了在追求尋找零排碳、零污染的減碳過程上，反而開始在走向一條不明不白的死胡同之時，AI 又怎麼去跳過人類本身已錯誤理解的不正確立場之思維，去架構出外面世界中的真實氣候完美模型？

▲ 很多人誤把太陽能板發電，當作是一種完美乾淨的能源。（圖／記者林振民攝）

光電子能量僅與「輻照度」有關　只吸光不吸熱

愛因斯坦說過當太陽能板吸收光子的能量時，會激發出光電子，但產生光電子的能量僅只與光的「頻率」有關，而與光的「輻照度」無關。太陽的光與熱在維度空間內皆是呈現為波的頻率形態，當太陽光到達地球時的波長分佈，其實從 300 到 2700 奈米都有，但一般的太陽能板如單晶矽電池只能去吸收 300 到 1100 奈米的太陽光波來去轉化為電能，對於1200 奈米以上的波段則皆無法去轉化，其所謂的「輻照度」就是指這些1200 奈米以上的波段，而這些波段我們都會統稱為熱能。

太陽能板的特性是只會吸收光但並不吸熱，所以它並不能去取代到植物所具有的「吸熱反應」功能，在依存模式裡，能量僅只能在質量上去運動作功，不管是光（光子為玻色子，具有粒子性與波動性，因波粒二象性特性所以能傳導）、電和熱還是射線，都需要粒子作載子才能傳送，所有能量在運動過程中若沒有介質載體的話，能量就不會轉移。而太陽散發出來的熱能，是藉由光子來移動傳遞，但在光電發電下，太陽光的光子被吸收走了，剩下的熱能因為沒有光子的傳遞無法離開地球，就只能在周邊可依存的質量上去運動作功，也就是當地的大氣層體系。

嚴重破壞生態系　熱島效應常態化

▲ 為了獲得電力，人類在綠林植被地表上去鋪設大量太陽能板。（圖／路透）

人類為了獲得電力，在綠林植被地表上去鋪設大量太陽能板，不但會壓搾了該地區植物族群的光合作用之吸收空間，也因為整體區域內植物的光合作用效能之降低，亦也導致了生態間所該運作的吸熱反應效能也會跟著降低！而大自然的生態系統，無論是水域或陸域，都必須是倚賴著太陽光為終極能量來源的生態體系。人類設置地面及水面型光電設施，植物及原生物種就只能生存於光電板間的縫隙，因光合作用大幅減少，生態系會變成是以分解者為主的生態系，於是大量浮藻雜草叢生，容易滋生病媒蚊或病毒體傳播，倘若選擇在野外的湖泊水池上蓋光電板，可知道這不僅會截斷了水中生物生態系原有的能量來源，也排斥了該生物在食物鏈的生存空間。每個地方所能容納的生物族群量（生態學稱為承載量）都是有限的，減少了能量來源會導致某些基層生物族群減少，而依靠這些食物來源的物種將因食物不足而被剝奪生存權利，於是本土的生物因無法轉移到其他地方，只能就這麼消失了，譬如候鳥或水中生物。而這整體區域內植物的光合作用效能之降低數值？生態間所該運作的吸熱反應效能降低數值？無形之中消失了的原生生物族群數值？恐怕以現在的AI是怎樣算也算不出來！

▲ 倘若選擇在野外的湖泊水池上蓋光電板，這不僅會截斷了水中生物生態系原有的能量來源，也排斥了該生物在食物鏈的生存空間。（圖／記者沈繼昌翻攝）

現在的各國政府為了倡導再生能源議題，不惜強制在各地去大量鋪設光電板種電，並對該環境去任意砍伐樹林，甚至還大面積地鋪設光電板於湖川等水面上。但是太陽能板只會吸收光子但不吸熱，所以會在大氣層產生熱廢能問題，形成熱島效應及水氣流循環異常，加速了極端氣候的變遷，而這些行為都只會更增加了該地區對於多餘的熱能無法回收和地表上原本對陽光的折射率大大地降低！除了產生更多熱量殘留在大氣層內無法散去而變成熱廢能的問題以外，原本屬於植物及環境所該吸收的陽光，卻被太陽能板所截取、吸收走了光能，而龐大的太陽熱量還是每天每刻不斷地進入地球生態圈之中，當這些溢出的太陽熱量不能有效為植物、氣候、環境去完整吸收下，其殘留的熱廢能只會逐年累月的積累在當地的環境裡，使該地的綠林生態開始產生了零碎化，讓地面上的每一片土地都在發燒，並對當地氣候形成了「熱島效應常態化」的現象。

什麼是熱島效應？美國馬里蘭大學研究所（ University of Maryland ）指出，太陽能發電廠與附近周圍的溫度相比，太陽能發電廠的溫度會比附近高出 3 至 4 度，這會引發熱島效應。而所謂的「熱島」，就是會阻礙鋒面的形成，太陽能板產生的熱傳導被釋放到周圍的環境去，不但會對地區的降雨不利，也使周圍的氣候變得更極端！但試問 AI 的模型架構需要的應該是全面之完整資料，那目前的氣候科技產業公司所擁有的專有資料，裡面有包含了世界各地太陽能發電廠發電時所產生的溫度數據嗎？有全球所累積的熱廢能正如蝴蝶效應一樣，在所有各地區的熱島現象一同累積作用下，對整個全球氣候造成系統性上的推波助瀾，更加速了這幾年全球的暖化之相關數據嗎？答案是沒有！就因為人的私慾或利益問題，已使這熱傳導的不利議題完全被漠視了。

▲ 太陽能板產生的熱傳導被釋放到周圍的環境去，不但會對地區的降雨不利，也使周圍的氣候變得更極端。（示意圖／《ETtoday新聞雲》資料照）

人類花60年相信地動說　能源轉型沒有一甲子可等！

但是太陽能板非乾淨能源，是兩面刃，它雖然吸收光子、提供了電能讓人類使用，但卻不吸熱而使熱能殘存在大氣層裡，更加速了地球氣候的暖化！ 雖然目前的科學家僅表示主要的暖化肇因是石化燃料所導致溫室效應，間接導致地球的溫度愈來愈高，但太陽能板直接的熱廢能對地球加溫，其實還更甚於碳排放上在氣候變遷上的重大影響！1543年哥白尼提出地動說理論時被斥為歪理邪說，所有的人寧願相信太陽是繞著地球運轉，這使當時的科技發展完全走錯了方向，直到60年後人類才願意相信地球是繞著太陽運轉，人類理論才終於獲得了修正。但地動說不會有暖化問題！現在，地球會願意等我們60年去驗證太陽能是不是乾淨能源嗎？我也沒有答案。

但這不是在苛責太陽能的發展，而是我們正在經歷著光電產業的陣痛摸索期而已，這只是人類在科技成長的必經之路。只是這條路是朝著全民互利的未來進行式方向去持續前進？還是變相淪為各方財團去割地自肥的求財之路？政府自己要有自己的一把尺去好好拿捏。那對於我們所創造出的熱廢能議題，人類要怎麼挽救呢？也還是那句老口號：多種樹吧，至少它能吸熱，還能防止土石流呢！

▲ 種樹是愛地球的一大良方，不僅能吸熱，還能防止土石流。（圖／總統府提供）

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