哈佛大学的“冷却地球计划”:向天空喷洒化学物质,反射阳光

Jane · 2019-04-03
疯狂却非常有必要。

编者按:地球正在迅速升温,海平面上升、沿海城市洪水泛滥、大规模移徙、死亡率上升和各种自然灾害如干旱、飓风、洪水……对此,美国气候学家试图研究一种方法,通过向天空喷洒化学物质来反射太阳光,从而冷却地球。本文译自Theguardian原标题为" GIVEN A SATELLITE IMAGE, MACHINE LEARNING CREATES THE VIEW ON THE GROUND"的文章,希望对您有所启发。

“我们认为这项计划能够造福于世界各地,但同时我们也承认它存在着非常现实的风险。”

 在哈佛大学的实验室里,研究人员正试图在试管中复制平流层(大气层的一部分,距地球表面约6至31英里)的条件。他们的目标是想更好地理解:如果向天空喷射粒子云来暂时冷却地球,可能会发生什么?这是一项激进的、饱受争议的计划。

哈佛大学的“冷却地球计划”:向天空喷洒化学物质,反射阳光

哈佛大学研究人员Zhen Dai 和 Marie-Anna Boggio-Pasqua 进行了一项实验,以测试太阳地球工程的平流层非均质化学。

这个过程可能会涉及把飞机送到天空,释放二氧化硫等化合物的粒子,这些粒子能将部分阳光反射回太空,继而暂时为地球降温。这并不能够彻底解决气候变化的问题,而只是一项无法完全预测风险的极端地球工程。但是随着气候的不断变化,人们有可能在将来的某一天不得不尝试一下这个方案。

哈佛大学太阳能地球工程研究项目总经理伊丽莎白•伯恩斯(Elizabeth Burns)表示:“我们的团队之所以进行这项研究,是因为我们认为太阳能地球工程仍有许多不确定性,它有可能为全人类带来好处,但也确实存在很大风险。”

在《自然气候变化》(Nature Climate Change)杂志的一项新研究中,来自哈佛大学(Harvard)、麻省理工学院(MIT)和普林斯顿大学(Princeton)的研究人员使用了最先进的、详尽的计算机模型,来研究如果利用太阳能工程将全球气温上升减半会发生什么。他们发现,减缓气候变暖也会缓解飓风强度,并且有助于缓解极端降雨和农林缺水(在模型中,降雨减少了,但同时蒸发也减少了)。全球只有不到0.5%的地区可能会受到气候变化的影响。这与之前的一些研究形成了对比,之前的研究发现,这类地球工程可能会对世界上的一些地区有利,而其他大部分地区则会受到损害。尽管如此,这项研究仍然是有局限的,因为并没有发现所有的潜在影响。

向天空喷洒化学物质以冷却地球的想法并不新鲜。这和火山爆发时自然发生的过程是一样的。1991年,皮纳图博火山(Mount Pinatubo)爆发,向大气中喷射了数百万吨二氧化硫,持续一年多,使地球降温0.5摄氏度。但直到最近,研究人员才开始认真地研究如果人类也有意去做同样的事会发生什么。目前这仍然是一个非常小的研究领域,支持资金也相对较少,而且还有存在很多未知之处。

伯恩斯一再强调,人类的首要任务是实现零排放。她说:“太阳能地球工程不能代替减排,因为它不能解决气候变化的根源。因此,如果我们想要实现一个稳定的气候环境,我们就需要将排放量减少到零,最终消除大气中过多的二氧化碳,并将其储存在地下或其他地方。这些措施能在本质上解决气候变化,而太阳能地球工程则不然。”

哈佛大学的“冷却地球计划”:向天空喷洒化学物质,反射阳光普林斯顿大学(Princeton)环境科学教授艾伦•罗博克(Alan Robock)表示:“在我们找到能迅速减少对大气的排放,使用廉价的方法把二氧化碳分离出去的方法之前,我们只能暂时用这个方法。”罗伯克列出了这个方案的27个潜在风险,包括臭氧损耗的可能性、潜在的干旱和太阳能发电的减少等。这篇论文只列出了6个潜在的好处,但其中有一个很重要:地表气温的下降可以“减少或逆转全球变暖的负面影响,包括洪水、干旱、强风暴、海冰融化以及海平面上升。”

哈佛大学的研究人员正在研究使用碳酸钙(粉笔或牙膏中的颗粒成分)代替二氧化硫的可能性;二氧化硫可以加速对臭氧层的破坏,而碳酸钙可以潜在地恢复臭氧层,并且还能避免其他一些风险。目前他们的工作主要在实验室和计算机建模阶段,团队可能会先做一个模拟真实世界的实验,过程是向平流层发射一个气球,气球会释放出少量的碳酸钙,然后测量光散射和大气化学的变化。该团队有兴趣在今年进行这项实验,但是如果没有新建的外部独立咨询委员会的建议,他们恐怕不会推进这项实验。伯恩斯说:“对我们来说,对这一问题的管理与实验的科学目标是同样重要的。”

太阳能地球工程的一个基本问题是谁来决定是否执行这个项目:谁有这个权利来决定这个会影响到整个星球的行为?实际执行的过程可能不算很昂贵(据估计,每年不到100亿美元),但是存在一个国家可能独自决定单方面行动的风险。这也是这项研究如此关键的部分原因;我们需要更多地了解如果进行这项任务可能发生什么,以及我们能否承担后果。

伯恩斯说:“如果国际社会面临的气候变化影响比预期的更严重,那么当人们开始谈论面对这些严峻的问题该怎么办的时候,我们需要更好地了解太阳能地球工程可能做到什么,或者不能做到什么。这并不是说我们需要这种技术。相反,我希望我们永远不需要用到这项技术,因为这是一项非常可怕的技术。但是,受到严重气候变化影响的地球可能会更可怕。所以我们现在研究这项技术,可以让我们能更好地了解这项技术的潜在好处和潜在风险。”

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编译组出品。译者:Jane,编辑:郝鹏程。

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