Sunday, July 15, 2018

太阳能地球工程会在中国破土吗?

地球工程是指人类主动大规模干预地球自然系统以抗击气候变化的活动,主要有两种方式:阻挡太阳光和吸收大气中的二氧化碳。中国科学家大多专注于研究阻挡阳光的技术,这种技术为迅速降低地球温度提供了可能,但随之而来的风险还需仔细研究。

太阳能地球工程还没有经过测试,但火山爆发却是对阻挡太阳光这种方式的一种自然模拟。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发向大气中释放了二氧化硫,形成硫酸盐气溶胶,一定程度上导致太阳光的散射,因此1992至1993年间地球温度下降了约0.4摄氏度。科学家们建议用配有特殊装置的飞机在7万英尺的高空喷洒气溶胶,来复制这种火山效应。

这种方法能让地球迅速降温,但终究没有解决温室气体这一问题的根源所在。大气不会回到工业革命前的状态,二氧化碳将继续造成海洋酸化,并且对生态系统产生其他影响。虽然从理论上讲,可以同时采用二氧化碳清除技术吸收大气中的二氧化碳,但这些技术也只处于试行阶段,面临着巨大的障碍。

权衡风险

北京师范大学英国籍教授、中国地球工程研究项目主持人约翰·摩尔说,太阳能地球工程太“疯狂”。

 “唯一理智的解决办法就是停止化石燃料燃烧,”他说。

摩尔的观点在这一课题的研究人员中很常见,他们有的人对扮演上帝一样的角色去修补气候感到不适,有的则害怕自己会在不经意间研发出可以用做武器的技术。然而,科学家们的研究是以太阳能地球工程造成的风险可能远小于快速升温的风险这个假设为前提的。根据联合国环境规划署的预测,按照目前各国政府承诺的减排量,到本世纪末全球温度将上升至少3摄氏度。

众所周知,太阳能地球工程会带来许多健康和环境风险,包括降雨减少,以及臭氧耗竭导致皮肤癌发病率增高。

这些风险的严重性将取决于太阳能地球工程的部署程度。例如,如果只是适度部署,亚洲季风降水量的变化将非常小,但如果太阳能地球工程的部署规模大到足以抵消所有的全球变暖,降水量就会大大减少。

这些都是已知的风险,但摩尔提醒要注意“未知的未知数”。

中国的研究项目正在调查太阳能地球工程的风险和潜在影响,该项目由国家科技部资助,研究经费达 万元人民币。30多名科研人员组成的团队重点研究治理问题,并通过电脑建模理解地球工程的影响,尤其是对中国的影响。例如,其中一项研究模拟了向大气层喷射硫酸盐气溶胶将如何让处于不稳定状态的喜马拉雅冰川融化得慢一些,而这些冰川的安危事关中国的水安全。

项目首席中国科学家、浙江大学地球科学教授、中国IPCC报告作者之一的曹龙很谨慎地把研究和部署区分开来。

 “我们做这个研究不代表我们以后就一定要实施地球工程,但是对这个研究本身是有意义的” ”他说。

飞向太阳

就在中国研究人员专注于通过建模研究地球工程的影响时,哈佛大学的科学家们正准备开始首次平流层太阳能地球工程实验,此次实验是一个由私人出资 万美元建立的项目的一部分。

今年,他们计划向亚利桑那州上空发射一个装有测量设备的气球。首次实验中,气球会向大气中喷洒冰晶,并从微观物理学的角度研究由此产生的一系列影响。但哈佛的科学家们最终可能会向平流层喷洒硫酸盐,从而研究皮纳图博火山喷发后呈现的地球工程方法。