【争鸣】太空遮阳棚、海洋镜：用太阳地球工程来控制全球变暖靠谱吗？

英国CarbonBrief网站发表Daisy Dunne的文章，题目是：Explainer: Six ideas to limit global warming with solar geoengineering（解说：太阳地球工程来限制全球变暖的六个创意）

科学家们一致认为，尽快减少全球温室气体排放是应对全球变暖的关键。但是，由于全球温室气体排放量仍在不断上升，一些研究人员现在呼吁采取进行更多的研究，其中包括使用“太阳能地球工程”（solar geoengineering）技术。

太阳地球工程是一个术语，用来描述一组尚在设想中的技术，理论上可以通过反射更多的阳光远离地球表面来抵消温度上升。所有类型的太阳地球工程，也被称为太阳辐射管理（solar radiation management，简称SRM），都是为了限制太阳光对地球的影响。但这些技术也遭到了一些科学家的反对，他们认为这些技术的潜在风险还远未被完全理解，地球工程化的世界可能会面临一系列环境和社会挑战，这些挑战可能与气候变化相当，甚至比气候变化更糟糕。

下面简介6种最常见的太阳能地球工程技术的可能用途、优缺点：

——气雾剂注射（Aerosol injection）

——海洋云增亮（Marine cloud brightening）

——高反光率作物和建筑物（High-albedo crops and buildings）

——海洋镜（Ocean mirror）

——云变薄（Cloud thinning）

——太空遮阳棚（Space sunshades）

1）气雾剂注射

向平流层高空喷射气溶胶是目前研究人员谈论最多的SRM形式。这项被称为“平流层气溶胶注入”的技术，可以用类似于大型火山爆发的方式冷却地球。当火山爆发时，会把火山灰云送入大气层，烟羽中释放的二氧化硫与水结合形成硫酸气溶胶，能够反射阳光。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发后，全球气温在两三年内下降了约半度。研究人员提出，通过飞机或高空气球将气溶胶人工引入大气中，可能会产生类似的冷却效果。研究表明，释放气溶胶也有助于将全球降雨模式恢复到工业化前的平均水平。然而，仅在北半球释放气溶胶可能导致印度和非洲萨赫勒地区降雨量减少，从而增加干旱风险。太阳地球工程可以减少北大西洋盆地风暴的频率和强度，但如果你只在一个半球进行激进的太阳地球工程，那么实际上会增加另一半球风暴的数量。还有一些科学家担心，如果使用气溶胶来解决全球变暖问题，世界可能会面临“终止冲击”的风险。也就是说，如果气溶胶被释放突然停止（例如，由于政治分歧或恐怖袭击），全球气温可能会迅速回升。

2）海洋云增亮

太阳地球工程第2大热门话题是“海洋云增亮”。理论上是利用船只向海面上空的云层喷洒盐水，空气中盐粒子将起到“云凝结核”的作用，促进水蒸气凝结成液体，云层会显得更大更亮，有助于冷却地球。与气溶胶注入不同，理论上海洋云增亮可以用于非常特定的区域，例如在珊瑚礁上空降温，或者在墨西哥湾附近的某个特定区域降温，减少该地区的飓风强度。模型的研究表明，海洋云增亮可能恢复温度和冰层覆盖，解决珊瑚漂白问题，并可能提高全球农作物产量。然而，人们仍然担心使用海洋云增亮会影响气候系统的其他方面，会导致世界某些地区出现极端天气。

3）高反光率作物和建筑物

另一项正在引起关注的技术是增加建筑物的反光率以反射更多的阳光。简单地说，这项技术使屋顶和墙壁更明亮，例如将外墙漆成白色。尽管这项技术争议较小，但它也不太可能对全球气温产生重大影响，只能在城市中用来抵御热浪，减少热浪中居民的健康风险。白色建筑在一些地区已经很常见，例如在地中海地区。科学家们还建议，同样的技术理念也可以应用到农作物上，引入能让植物有蜡质光泽的基因形成反光。到目前为止，对这一技术的研究仍停留在理论上。

4）海洋镜

一个不太为人所知的限制阳光影响的方法是使用“海洋镜”。理论上，使用海上船只在海面上搅动数百万个微小气泡，这种海底泡沫会反射阳光，以达到冷却地球效果。海洋泡沫的反射比可以比海洋本身高出10倍以上，而海洋占据了地球表面的71%，因此增强海洋泡沫是一种明智而简单的方法，可以更多地反射阳光。虽然微气泡的冷却效果可能很大，但这项技术可能存在缺陷，因为使用微气泡减少到达海洋表面以下的阳光量，会对海洋生态系统产生负面影响。由于穿透海洋表面的光越来越少，海洋植物（又称初级生产者）可能无法进行光合作用。这可能导致海洋植物数量的下降，这可能会对食物链的上游产生连锁效应。除此之外，在海洋表面制造足够的微气泡对地球产生整体冷却效果将需要大量的能量，需要评估减排的整体成本与收益。

5）云变薄

另一种减少太阳光对地球表面影响的方法是从大气中“清除”卷云。在高海拔地区，云是由薄薄的冰云构成的。云层会反射掉一些阳光，但也会吸收大量的长波辐射，总的来说云层会使地球变暖。理论上，利用无人机等飞行器输送固体气溶胶粒子，将其注入卷云中，如沙漠尘埃或花粉，会使云层迅速变薄。但是，卷云变薄如何影响气候系统的其他方面，例如大气环流，仍然存在很大的不确定性。只有在这些问题得到解决之后，人们才能进一步探讨卷云变薄的成本和可行性。

6）太空遮阳棚

科学家们讨论的最后一项SRM技术是将一个巨大的反射镜（或一组反射镜）送入太空轨道，以反射更多来自地球的阳光。减少2%的入射阳光（使用遮阳板）就足以抵消二氧化碳浓度从工业化前的280ppm增加到560ppm的变暖效应，而目前的二氧化碳含量约为400ppm。但是，将太空镜引入轨道——无论是围绕地球还是太阳——将是一个巨大的技术挑战。从积极的一面来看，遮阳棚是在太空中实施的，因此对地球环境的破坏性最小。然而，它需要最复杂和先进的技术来实现，与其他太阳地球工程技术相比，其成本可能高得惊人。

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