遮挡阳光是解决气候危机的好办法吗?

遮挡阳光是解决气候危机的好办法吗?

每燃烧一磅煤、天然气和石油,人类就将面临危险和不确定的未来。大气中多余的温室气体会吸收更多的太阳能量,从而加剧飓风、延长野火时间,并使地球普遍变暖。

罗格斯大学气候科学家艾伦·罗伯克表示:“全球变暖是真实存在的,是人类造成的,非常糟糕。解决办法是将化石燃料留在地下。”

如果政府不能迅速减缓大规模化石燃料的开采,一些科学家就会极度担忧地考虑一个危险且不确定的备用计划:通过转移地球上部分太阳能量,即所谓的“太阳地球工程”,我们有可能让地球冷却到足以为我们赢得一些额外的时间。

人们对这项实验的兴趣正在升温。哈佛大学的工程师们原本打算在瑞典上空的大气层进行一项小规模实验,但上周,来自环保和土著群体的压力迫使瑞典航天局取消了这项试验。就在几天前,美国国家科学、工程和医学院呼吁开展更多研究,以更好地了解这项技术。

太阳地球工程的日益受到关注给生态学家敲响了警钟,他们几十年来一直在努力解决气候变化将如何破坏生态系统的问题,而且气候变化已经在破坏生态系统。现在,气候科学家和生态学家组成的合作组织“气候干预生物学工作组”警告称,太阳变暗可能会给地球上的生物(包括人类)带来更多影响。

“还有其他潜在的未来,我们需要考虑这些潜在情景将如何影响生态系统,”密歇根州立大学生态学家、跨学科团队成员菲比·扎内茨克 (Phoebe Zarnetske) 说。

B 计划

最被广泛使用的遮挡太阳的气候创可贴有一个行话很重的名字——“平流层气溶胶干预”,它基本上相当于人为地制造持续的火山喷发。

众所周知,火山可以降低气候温度。例如,1991 年菲律宾皮纳图博火山爆发时,其气体羽流导致细小液滴(气溶胶)翻腾,使高层大气更加闪亮。这些气溶胶将额外的阳光反射回太空,使地球温度下降约 1 华氏度。

如果地球工程师拥有一队飞机,在穿越高层大气时不断喷出类似的化合物,他们就能产生并维持类似的效果,在社会整理能源来源的几十年内调低地球的温度。(只是在碳浓度下降之前不要停止喷洒,否则含碳大气将恢复捕获热量,甚至比以前更有效率。)

这项技术需要一种新型的飞行器,能够将数吨重的物质运送到 14 英里外的大气层,这几乎是商用飞机飞行高度的两倍。但就联邦预算而言,这并非不可能,甚至也不是那么昂贵。一年内避免气温升高一度可能花费约 180 亿美元,相当于 NASA 的年度预算。

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阻止气候变化需要集体行动,但减轻气温上升带来的痛苦则只能由一个绝望的政府来决定。在此之前,研究人员希望弄清楚地球工程是救命的止血带还是自找的伤口。

罗伯克表示:“随着全球变暖日益严重,社会也开始有这样的冲动,我们需要做出明智的决定。”

没有回头路

风险收益分析的一部分将是确定喷洒气溶胶如何影响覆盖地球的相互交织的生物网络。罗伯克开始与石溪大学生态学家杰西卡·古列维奇合作,因为他们意识到几乎没有人研究过地球工程对生态的影响。因此,他们成立了气候干预生物学工作组,这是一个由遍布全球的 16 名气候科学家和生态学家组成的团队。经过两年的远程会议,该小组于本周早些时候在《美国国家科学院院刊》的一篇文章中宣布了他们的结论。

他们的核心观点是,降低温度并不能让时光倒流。引入气溶胶会以一种全新的方式改变气候,从而让地球变冷,而这种方式本身也会带来一系列复杂的后果,需要生物去适应。

向平流层注入硫化合物(最有可能的候选物,类似于火山羽流)会与现有的氯发生反应,破坏某些区域的臭氧,例如,让更多的紫外线进入。对于人类来说,这可能意味着需要额外的防晒霜和皮肤癌。扎内茨克说,特别敏感的动物,如两栖动物,会受到更严重的影响。

新的云层也会使光线变得不那么直接——就像把整个地球置于最薄的森林冠层之下。许多植物在这种条件下茁壮成长,但其他植物却会受到影响。这样的变化会如何影响农作物产量?或者亚马逊雨林的生物多样性?罗伯克说,研究人员目前还没有答案。

下游效应不胜枚举。气溶胶将产生整体降温效果,但会降低最冷的温度,使入侵昆虫更容易过冬。雨水会略微变得更酸。降水模式将发生变化。每次变化都会带来新的生态赢家和输家,但目前生态学家还不知道谁会是谁。该合作建议,在任何国家选择按下按钮之前,对地球工程的生物效应进行广泛的研究。

大处着眼,小处着眼

美国国家科学院建议联邦政府在未来五年内拨出 1 亿至 2 亿美元用于研究地球工程,而罗伯克和扎涅茨克希望其中一部分资金能够支持气候与生态交叉领域的研究。

气候学家往往想得比较远大,他们会思考未来几十年非洲的平均气温。生态学家则经常关注地球的细微之处,比如乌干达南部的蟾蜍将如何应对干旱。该组织表示,只有通过合作,研究人员才能找到混乱的中间地带。

例如,通过将气候模型集中在特定区域,研究人员可以提高分辨率并更好地了解特定区域的变化。

生态学家还可以告诉气候科学家应该优先考虑哪些信息。模型会产生大量数据,追踪多年来每小时有多少个变量(如温度或压力)可能会发生变化。大多数数据点都会被平均,但如果生态学家要求提供具体信息,他们可能能够使用被忽视的数据来预测较小的生态系统将如何应对地球工程。还有一大堆未开发的联系等待被发现。

“我们可能会发现这些让我们无法忍受的麻烦,”罗伯克说。“我们需要尽早知道这一点。”

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