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应对气候变化,阻止阳光的“地球工程”不是可行的替代方案

时间: 2015年12月16日 | 作者: admin | 来源: 环球科学(huanqiukexue.com)
要控制气候变化,相比于减少碳排放,直接阻挡阳光的”地球工程“似乎更加容易见效。但改变地球能量平衡可能带来更大的灾难。

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每年,照射到地球大气层顶端的太阳光强度超过每平方米300瓦,其中的三分之一被反射到地球之外,其余的能量则被大气、海洋和陆地吸收。这些热量有散发到空间中的趋势,但每年只有一半多一点点能散发出去,而随着地球大气层中一些气体浓度(主要是二氧化碳)的缓缓上升,散发到空间中的热量还在逐渐减少,造成的结果就是——温室效应。


对于一些爱动脑筋的人来说,似乎有一个很明显的解决方案,那就是遮挡住一部分阳光。这就是我们所说的“地球工程”(geoengineering)——对整个星球的环境进行大尺度操控。在巴黎气候大会上,各国代表还在为碳排放争执不休的时候,地球工程对一小部分科学家、工程师和商人的吸引力与日俱增。他们认为,通过遮挡阳光来阻止气候变化这一方法至少还是值得研究一下,因为相对于花费数万亿美元来改造当前以化石燃料为主的全球能源系统,前一种方法的性价比要高一些。


地球工程也迎合了“大物理学”(big physics)的潮流。计算出将硫酸液滴撒到平流层能否阻止二氧化碳浓度继续上升是物理学家的工作,这可能是继制造氢弹和探索亚原子粒子之后,物理学家在“全球”范围内产生影响力的又一次机会。根据记者奥利弗•莫顿(Oliver Morton)在其新书《再造地球:地球工程如何改变世界》(The Planet Remade: How Geoengineering Could Change the World)中的描述,为了避免公众认为将硫酸洒到天空中这个主意过于扯淡甚至危险,地球工程的支持者们给这一方法起名为“太阳辐射管理”(solar-radiation management)。


不过这种用词上的技巧还未引起气候谈判者的兴趣,尽管地球工程花费较少,只要用几架改装后的喷气式飞机就可以让整个地球被硫酸喷雾包围,其经费只要一个国家甚至一个普通的互联网亿万富豪都能支付得起。一个更周到、更长期的方案是让一队自我驱动的船只在全球海洋上散布低空云,增加全球云量,从而反射更多的太阳光。


莫顿指出,其实,在全球大洋上来来回回运输货物的巨型船只已经产生了类似的效应,可以从卫星图像中清楚地看到。但171个国家正在国际海事组织的支持下联合起来努力清除这些船只带来的污染,而清理污染物排放可能会加重全球变暖,污染物颗粒越少就意味着降温作用越小。


巴黎气候大会已经是过去的25年间人类第21次尝试达成全球性的协议以阻挡气候变化,全球联合对抗气候变化的进度慢得令人难以置信,这就让看似快速可行的地球工程的呼声变得更高。2009年,在哥本哈根气候变化大会谈判前的几天,我与莫顿一同参加了一个关于地球工程的小组讨论。莫顿和其他小组成员指出,既然减少污染希望渺茫,人工制造火山,或是用飞机播撒硫磺可能不仅仅是个有吸引力的想法,而是必须实行的途径。“我们所要做的不是让气候回到从前的状态,”曾任职于劳伦斯利弗莫尔国家实验室的地质学家和工程师简•朗(Jane Long)于2009年在哥本哈根会议上说,“而是操控整个环境,不仅仅是气候,还有水文和土壤。我们必须学会怎么去做这件事。”


简而言之:自己产生的后果,自己承担。如今,工业文明主宰着气候,大气中二氧化碳的浓度已达百万分之400,莫顿说,这个时候只有两个问题:你认为气候变化的威胁是否值得我们采取严肃行动来阻止它?你认为将工业经济的二氧化碳排放减少到接近0是否困难?如果两个问题的回答都是Yes,阻挡太阳光可能就会成为一个重要方法,甚至是短期内唯一可行的方法。


然而记者伊莱•金蒂施(Eli Kintisch)认为,目前阶段的所谓“太阳辐射管理”,与其说是应用工程,不如说是“应用幻想”。美国国家研究委员会在2015年分析地球工程的报告中也同意这一观点:“工程”要求一切行动都有确定、精确的结果,而关于地球工程,我们的了解还远没有达到这个程度。此外,地球工程可能还会产生计划外的后果,甚至比气候变化本身造成的结果更为可怕,而一旦工业认为有了地球工程就不用限制化石燃料燃烧了,排放过多的二氧化碳也会埋下隐患。


此外,还有一个最根本的问题没有得到回答:任何试图修复气候的行动都会影响到整个地球,谁有这样的权力来最终发起实际的地球工程计划呢?


产生导致全球变暖的温室气体的地区,和有能力用技术阻止全球变暖的地区,在全球的分布严重不均。艰苦的全球气候谈判已经证明,想要人为影响我们星球的环境有多困难。这要求我们成长为一个足以改变世界的物种,所有人联合起来考虑这一决定。因此,美国国家研究委员会认为,我们可以研究其他气候干预措施,但还是应该把主要精力放在减少大气二氧化碳浓度上。


减少大气二氧化碳浓度不仅包括减少碳排放,也包括用自然和人工方法消除温室气体——如用更多的树、更多浮游生物、更多的植被、更多的土壤,以及发明新的机器来吸收二氧化碳。“用技术手段来修复气候是很危险的,”海洋学家,同时也是“蓝色使命”(Mission Blue)公司创立者的西尔维娅•厄尔(Sylvia Earle)说,“使用原本就存在的自然手段来拯救气候变化更好一些。”


对抗气候变化的关键,不是完全改变地球的能量平衡,而是要让能源使用更为灵活,建立一个新的系统,由多个可替换的部分组成,且各部分之间有很强的联系,用这种方法来避免单一途径可能产生的灾难性的失败。这种能力叫做“恢复力”(resilience),也是我们地球上所有生物,以及复杂的生物学和地质学系统都拥有的一种能力。“与其让船只在海洋中散布垃圾,还不如用植树造林来阻止气候变化,”丹麦与格陵兰地质测量局的冰川学家贾森•博克斯(Jason Box)说,“破除全球变暖魔咒的关键,一定来自向生物学习的方法,而不是一味使用高科技手段。”


为了打造出一个最好的星球,我们所需要的不是小聪明,而是真正的智慧。不管遮挡阳光的计划实施与否,我们都不可能绕开减少二氧化碳含量这一必经之路,哪怕是地球工程最热心的支持者也不得不同意这一点。对于那些爱动脑筋的人来说,还有很长的路要走呢。(撰文:戴维•别洛(David Biello)  翻译:丁家琦)


原文链接:

http://www.scientificamerican.com/article/blocking-the-sun-is-no-plan-b-for-global-warming/