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任天 发表于 2019-8-21 9:22:01

用尘埃在大气层中打造“遮阳伞”能否减轻气候变暖

北京时间8月21日消息,这是一个听起来很像科幻小说情节的计划,但可能在十年内成为现实:每一天,有800多架巨型飞机将数百万吨的碳酸钙粉末抬升到离地球表面19千米的高度,然后将其撒向平流层周围的高空。

理论上,空气中的尘埃会形成一个巨大的遮阳棚,将部分太阳光和热量反射回太空,到达地面的太阳光变得更少,从而保护地球免受气候变暖带来的破坏。这不是某个发明家的疯狂计划,而是一个由亿万富翁、微软创始人比尔·盖茨资助,由哈佛大学的科学家发起的项目。事实上,由于该项目过于超前,以至于最初的“云层遮蔽”实验本应在几个月前就开始了。

一种担心是,将尘埃(如图)散播到平流层可能会破坏臭氧层,而臭氧层保护我们免受有害的紫外线辐射。紫外线会破坏人类DNA并引发癌症

这项耗资300万美元的试验名为“平流层控制扰动实验”(SCoPEx),将使用一个高空科学气球将大约2千克碳酸钙粉尘提升到美国新墨西哥州沙漠上空约19千米的大气层中。这将在天空中形成一个800米长、直径约90米的管状区域。在接下来的24小时里,由螺旋桨操纵的气球将穿过这片人造云,气球上的传感器监控尘埃的反射阳光能力,以及它对周围稀薄空气的影响。

然而,由于担心可能引发一系列灾难性的连锁反应,比如造成严重干旱或飓风等形式的气候浩劫,并给全球数百万人带来死亡,SCoPEx试验最终被暂时搁置。哈佛大学研究小组的负责人之一莉齐·伯恩斯(Lizzie Burns)承认:“我们的想法很可怕……但气候变化同样很可怕。”一个由独立专家组成的顾问小组将评估所有可能的风险。

那么,这项令人难以置信的计划是怎么提出来的呢?

该计划的灵感部分来自一场自然灾害。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发(如图),造成700多人死亡,20多万人无家可归

灵感部分来自一场自然灾害。1991年,菲律宾的皮纳图博火山爆发,造成700多人死亡,20多万人无家可归。但这也给了科学家一个机会,来监测平流层中巨大化学云造成的后果。

皮纳图博火山在地球上空排放了2000万吨二氧化硫,在空中形成的硫酸液滴在全球飘浮了一年多。这些液滴能像小镜子一样反射阳光。结果,在大约一年半的时间内,全球气温平均下降了0.5摄氏度。

理论上,空气中的尘埃会形成一个巨大的遮阳棚(如图所示,其方式与日食相似),将部分太阳光和热量反射回太空,使通过的光线变暗,从而保护地球免受气候变暖日益恶化的破坏

这次事件推动了一个关于“修复”全球变暖的想法,并已成为至少100篇学术论文的主题。但是,为地球打造一把巨大的“遮阳伞”可能要付出高昂的代价,带来的风险甚至比气候变化本身更大。

一种担心是,将尘埃散播到平流层可能会破坏保护我们免受有害紫外线辐射的臭氧层,而紫外线辐射会破坏人类DNA并导致癌症。

气候学家还担心,这种修修补补的做法可能会无意中破坏调节我们天气的洋流循环。该计划本身就可能引发一场全球极端气候事件的爆发,可能摧毁农田,消灭众多物种,并助长疾病流行。

潜在的灾难甚至还不止于此。使太阳光线变暗的尝试可能会让一些国家成为气候赢家,另一些国家则不可避免地成为输家。例如,科学家或许能够为美国中西部的广大农民设定完美的气候条件,但与此同时,这种环境可能会给整个非洲带来严重的干旱。

我们不可能改变世界某一地区的温度而不影响其他地区,因为全球各地的气候都是相互关联的。此外,全球平均气温的任何变化都将反过来改变热量在全球的分布方式,有些地方变暖的程度要高于其他地方。这进而会影响降雨水平。在水蒸发,形成云和雨滴的水循环过程中,都需要热量的驱动。任何热量的变化都会引起降雨模式的变化。但具体是如何进行,在哪里进行,我们都无法预测。如果地球上空多了一把巨大的化学遮阳伞,世界的长期天气会如何反应。

该实验将在天空中形成一个800米长、直径约90米的管状区域。在接下来的24小时里,由螺旋桨操纵的气球将穿过这片人造云,气球上的传感器监控尘埃的反射阳光能力,以及它对周围稀薄空气的影响

联合国巴黎协定的顾问、“卡内基气候地球工程治理倡议”负责人亚诺斯·帕兹托(Janos Pasztor)警告说:“如果对这个技术应用不当或缺乏监管,可能就会造成不同的全球风险,与气候变化的风险相当严重。”

这项技术甚至可能引发可怕的战争,因为对地球气候进行“修补”可能会导致国家间的猜疑和武装冲突。还有一个更大的危险是,该计划所涉及的技术价格较低,每年可能不到100亿美元。这意味着一个国家可以利用这些技术达到自己的目的——也许是作为战争手段,或者是敲诈的武器。

尽管如此,哈佛大学的科学家仍然认为,他们可以安全地管理这项计划。例如,SCoPEx团队的领导者之一、应用物理学教授大卫?基思(David Keith)最近报告称,如果能在整个全球大气中均匀播撒低浓度的反射性尘埃,出现意外问题的风险应该比人们担心的要低得多。

这项技术甚至可能引发可怕的战争。因为对我们的气候进行修补可能会导致国家间的猜疑和武装冲突。图中显示了降低全球气温的主要地球工程理论

基思教授还建议,世界上较富裕的国家应该联合起来,建立一个汇集的全球保险基金,以补偿较贫穷国家因该试验而无意中造成的任何损害。批评人士指出,平流层“遮阳伞”的计划可能会鼓励政治家和实业家,他们认为没有必要去做减少温室气体排放这项艰苦、不受欢迎且代价高昂的工作。

剑桥大学人文地理学教授、前政府间气候变化专门委员会科学家迈克?休姆(Mike Hulme)表示,人类最终可能会大量依赖技术,来补偿工业发展造成的气候问题。他把这一不断加剧的问题称为“温度债务”,因为这就像积累了永远无法还清的信用卡债务。休姆教授还警告说,这是一场豪赌,“如果一开始就不要积累这些债务会好得多”。

更大的问题也随之而来。如何关闭这样一个全球冷却系统?如果突然这么做,又会产生什么无法预料的后果?这一“修复”地球气候的梦想似乎很有可能成为一场全球噩梦,让我们谨慎观望吧。正如大卫·基思教授所说,“太阳辐射管理只是一个辅助手段,我们最终还是需要减排。”

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