向大气层喷射颗粒，科学家们模拟火山喷发试图控制全球变暖

近日，两位来自哈佛大学的气候学家正在准备开展他们的小规模大气实验。据悉，该实验将为人类如何进一步有效治理全球变暖问题提供一个全新的视角。

目前，该实验计划已经成为官方承认的全球最早开展的室外的地球工程实验。这也表明了科学家们对全球变暖这一危机将展开更加严谨的科学研究。

大卫·基恩

明年，哈佛大学教授大卫·基恩（David Keith）和弗兰克·科伊奇（Frank Keutsch）将在美国亚利桑那州图森发射一颗高空热气球，其下部缆车上配有提供动力的螺旋桨和相关的传感器等设备。

目前，初步的测试工程表明，这颗名为“StratoCruiser”的热气球将向大气平流层中喷射雾状的二氧化硫，氧化铝以及碳酸钙等物质，然后利用传感器观测大气中这些颗粒物的反射率，分散或聚集程度，以及它们与大气中其他物质的相互作用方式。

高空粒子喷射实验

早在2014年，就有研究人员提出利用气球开展大气实验的设想。直到前不久，在美国华盛顿召开的地球工程研讨会上，基恩表示，他们已经开始与亚利桑那州的一家热气球技术公司对该项目开展合作。而且他们还将同时建立一个独立小组来论证该试验的可行性。

在此之前，基恩在接受《麻省理工科技评论》采访时曾表示，该项实验不仅仅是将地球本身孤立起来进行研究。它甚至还能帮助我们重新认识关于如何有效控制太阳辐射等问题。

关于该实验的基本思想，其实就是某些被喷射到平流层的颗粒可以将更多的热量反射回太空。科学家相信该实验能够取得成功，因为大自然已经向我们展示了其可行性：大规模的火山爆发曾将数千万吨的二氧化硫喷向天空，而这些大气中的二氧化硫也正是让随后几个月全球气温明显下降的主要原因。

不过对于这项实验，仍有一些问题值得进一步探讨，比如该技术是否能达到精确控制全球温度？用哪些物质是最有效的？以及这项实验对于环境有什么副作用？毕竟曾经的火山爆发在导致全球气温下降的同时，也降低了全球部分地区的降水量，其释放的二氧化硫也在一定程度上破环了大气臭氧层。

对此，基恩曾利用计算机建模技术，来寻找对臭氧层产生温和影响的其他代替材料（包括金刚石粉和氧化铝）。去年年底，他和科伊奇等人联合发表了一篇论文，文中指出可以使用方解石作为替代品（一种由碳酸钙组成的矿物），“它能够在冷却地球的同时修复臭氧层。”

如基恩所说，气球实验将给我们提供更多关于大气颗粒的信息，以及这些化学物质如何与臭氧层发生反应，同时也可以帮助研究学者们完善对太阳能地球工程的认识和理解。

不过就当前来看，现在就说要采用地球工程技术来治理全球变暖问题还为时过早。但基恩多年来一直认为，这项研究应该向前推进，以便及早了解其可能性和危险性，因为如果该实验真的奏效，势必将大大减少气候变化带来的不良后果。

目前，早期的实验资金将来自哈佛大学给基恩等人提供的教职津贴，同时哈佛地球工程研究项目负责提供补充资金。截至发稿时，这项研究计划已经从比尔·盖茨，休利特基金会，阿尔弗雷德·斯隆基金会，哈佛内部基金和其他慈善家筹集了共700多万美元。

不过，与地球科学家们想法截然相反，一些地球工程评论家对该项研究前景表示不容乐观。他们认为，气候系统的高度复杂性会让科学家们无从下手，因为研究的环境风险太高，不能认为单纯的技术性“修复臭氧层”就可以缓解“减排”带来的压力。

历史上，科学家们只开展过两次有记录的地球工程相关露天实验：一次是2011年美国加利福尼亚大学圣地亚哥分校的研究人员将烟雾和盐粒子在加利福尼亚海岸喷射，这是作为当时E-PEACE实验的一部分；另一次是2009年俄罗斯科学家利用直升机和汽车，喷出气溶胶颗粒，试图分析该颗粒如何对反射阳光产生影响。

俄罗斯科学家的气溶胶颗粒实验

早些时候，美国能源部下属劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的前任副主任简龙（Jane Long）在接受采访时曾说，研究人员需要将地球科学试验长期开展下去，这样才能让公众时刻对此保持关注，并赢得更多的投入以及建立合适的监管制度。

“我们早在十年前就该开始这项研究，”简龙说：“现在对我们来说，最重要的是我们如何在最短的时间内掌握更多的信息。”

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