用塵埃在大氣層中打造“遮陽傘”能否減輕氣候變暖?
2019年08月21日09:18
這項耗資300萬美元的試驗名為“平流層控製擾動實驗”(SCoPEx),將使用一個高空科學氣球(如圖)將大約2千克的碳酸鈣粉塵提升到新墨西哥州沙漠上空約19千米的大氣中
這項耗資300萬美元的試驗名為“平流層控製擾動實驗”(SCoPEx),將使用一個高空科學氣球(如圖)將大約2千克的碳酸鈣粉塵提升到新墨西哥州沙漠上空約19千米的大氣中

  8月21日消息,這是一個聽起來很像科幻小說情節的計劃,但可能在十年內成為現實:每一天,有800多架巨型飛機將數百萬噸的碳酸鈣粉末抬升到離地球表面19千米的高度,然後將其撒向平流層周圍的高空。

  理論上,空氣中的塵埃會形成一個巨大的遮陽棚,將部分太陽光和熱量反射回太空,到達地面的太陽光變得更少,從而保護地球免受氣候變暖帶來的破壞。這不是某個發明家的瘋狂計劃,而是一個由億萬富翁、微軟創始人比爾·蓋茨資助,由哈佛大學的科學家發起的項目。事實上,由於該項目過於超前,以至於最初的“雲層遮蔽”實驗本應在幾個月前就開始了。

一種擔心是,將塵埃(如圖)散播到平流層可能會破壞臭氧層,而臭氧層保護我們免受有害的紫外線輻射。紫外線會破壞人類DNA並引發癌症
一種擔心是,將塵埃(如圖)散播到平流層可能會破壞臭氧層,而臭氧層保護我們免受有害的紫外線輻射。紫外線會破壞人類DNA並引發癌症

  這項耗資300萬美元的試驗名為“平流層控製擾動實驗”(SCoPEx),將使用一個高空科學氣球將大約2千克碳酸鈣粉塵提升到美國新墨西哥州沙漠上空約19千米的大氣層中。這將在天空中形成一個800米長、直徑約90米的管狀區域。在接下來的24小時里,由螺旋槳操縱的氣球將穿過這片人造雲,氣球上的傳感器監控塵埃的反射陽光能力,以及它對周圍稀薄空氣的影響。

  然而,由於擔心可能引發一系列災難性的連鎖反應,比如造成嚴重乾旱或颶風等形式的氣候浩劫,並給全球數百萬人帶來死亡,SCoPEx試驗最終被暫時擱置。哈佛大學研究小組的負責人之一莉齊·伯恩斯(Lizzie Burns)承認:“我們的想法很可怕……但氣候變化同樣很可怕。”一個由獨立專家組成的顧問小組將評估所有可能的風險。

  那麼,這項令人難以置信的計劃是怎麼提出來的呢?

該計劃的靈感部分來自一場自然災害。1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(如圖),造成700多人死亡,20多萬人無家可歸
該計劃的靈感部分來自一場自然災害。1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(如圖),造成700多人死亡,20多萬人無家可歸

  靈感部分來自一場自然災害。1991年,菲律賓的皮納圖博火山爆發,造成700多人死亡,20多萬人無家可歸。但這也給了科學家一個機會,來監測平流層中巨大化學雲造成的後果。

  皮納圖博火山在地球上空排放了2000萬噸二氧化硫,在空中形成的硫酸液滴在全球飄浮了一年多。這些液滴能像小鏡子一樣反射陽光。結果,在大約一年半的時間內,全球氣溫平均下降了0.5攝氏度。

理論上,空氣中的塵埃會形成一個巨大的遮陽棚(如圖所示,其方式與日食相似),將部分太陽光和熱量反射回太空,使通過的光線變暗,從而保護地球免受氣候變暖日益惡化的破壞
理論上,空氣中的塵埃會形成一個巨大的遮陽棚(如圖所示,其方式與日食相似),將部分太陽光和熱量反射回太空,使通過的光線變暗,從而保護地球免受氣候變暖日益惡化的破壞

  這次事件推動了一個關於“修復”全球變暖的想法,並已成為至少100篇學術論文的主題。但是,為地球打造一把巨大的“遮陽傘”可能要付出高昂的代價,帶來的風險甚至比氣候變化本身更大。

  一種擔心是,將塵埃散播到平流層可能會破壞保護我們免受有害紫外線輻射的臭氧層,而紫外線輻射會破壞人類DNA並導致癌症。

  氣候學家還擔心,這種修修補補的做法可能會無意中破壞調節我們天氣的洋流循環。該計劃本身就可能引發一場全球極端氣候事件的爆發,可能摧毀農田,消滅眾多物種,並助長疾病流行。

該項目由億萬富翁、微軟創始人比爾·蓋茨資助(如圖)
該項目由億萬富翁、微軟創始人比爾·蓋茨資助(如圖)

  潛在的災難甚至還不止於此。使太陽光線變暗的嚐試可能會讓一些國家成為氣候贏家,另一些國家則不可避免地成為輸家。例如,科學家或許能夠為美國中西部的廣大農民設定完美的氣候條件,但與此同時,這種環境可能會給整個非洲帶來嚴重的乾旱。

  我們不可能改變世界某一地區的溫度而不影響其他地區,因為全球各地的氣候都是相互關聯的。此外,全球平均氣溫的任何變化都將反過來改變熱量在全球的分佈方式,有些地方變暖的程度要高於其他地方。這進而會影響降雨水平。在水蒸發,形成雲和雨滴的水循環過程中,都需要熱量的驅動。任何熱量的變化都會引起降雨模式的變化。但具體是如何進行,在哪裡進行,我們都無法預測。如果地球上空多了一把巨大的化學遮陽傘,世界的長期天氣會如何反應。

該實驗將在天空中形成一個800米長、直徑約90米的管狀區域。在接下來的24小時里,由螺旋槳操縱的氣球將穿過這片人造雲,氣球上的傳感器監控塵埃的反射陽光能力,以及它對周圍稀薄空氣的影響
該實驗將在天空中形成一個800米長、直徑約90米的管狀區域。在接下來的24小時里,由螺旋槳操縱的氣球將穿過這片人造雲,氣球上的傳感器監控塵埃的反射陽光能力,以及它對周圍稀薄空氣的影響

  聯合國巴黎協定的顧問、“卡內基氣候地球工程治理倡議”負責人亞諾斯·帕茲托(Janos Pasztor)警告說:“如果對這個技術應用不當或缺乏監管,可能就會造成不同的全球風險,與氣候變化的風險相當嚴重。”

  這項技術甚至可能引發可怕的戰爭,因為對地球氣候進行“修補”可能會導致國家間的猜疑和武裝衝突。還有一個更大的危險是,該計劃所涉及的技術價格較低,每年可能不到100億美元。這意味著一個國家可以利用這些技術達到自己的目的——也許是作為戰爭手段,或者是敲詐的武器。

  儘管如此,哈佛大學的科學家仍然認為,他們可以安全地管理這項計劃。例如,SCoPEx團隊的領導者之一、應用物理學教授大衛•基思(David Keith)最近報告稱,如果能在整個全球大氣中均勻播撒低濃度的反射性塵埃,出現意外問題的風險應該比人們擔心的要低得多。

這項技術甚至可能引發可怕的戰爭。因為對我們的氣候進行修補可能會導致國家間的猜疑和武裝衝突。圖中顯示了降低全球氣溫的主要地球工程理論
這項技術甚至可能引發可怕的戰爭。因為對我們的氣候進行修補可能會導致國家間的猜疑和武裝衝突。圖中顯示了降低全球氣溫的主要地球工程理論

  基思教授還建議,世界上較富裕的國家應該聯合起來,建立一個彙集的全球保險基金,以補償較貧窮國家因該試驗而無意中造成的任何損害。批評人士指出,平流層“遮陽傘”的計劃可能會鼓勵政治家和實業家,他們認為沒有必要去做減少溫室氣體排放這項艱苦、不受歡迎且代價高昂的工作。

  劍橋大學人文地理學教授、前政府間氣候變化專門委員會科學家邁克•休姆(Mike Hulme)表示,人類最終可能會大量依賴技術,來補償工業發展造成的氣候問題。他把這一不斷加劇的問題稱為“溫度債務”,因為這就像積累了永遠無法還清的信用卡債務。休姆教授還警告說,這是一場豪賭,“如果一開始就不要積累這些債務會好得多”。

  更大的問題也隨之而來。如何關閉這樣一個全球冷卻系統?如果突然這麼做,又會產生什麼無法預料的後果?這一“修復”地球氣候的夢想似乎很有可能成為一場全球噩夢,讓我們謹慎觀望吧。正如大衛·基思教授所說,“太陽輻射管理只是一個輔助手段,我們最終還是需要減排。”(任天)

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