新知 | 等不及了！美国启动太阳地球工程缓解气候变暖
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碳中和领域的《新青年》
摘要：研究太阳地球工程并不除减排工作。面对数百万公民死于极端天气，世界肯定不会袖手旁观。通过公开的研究和实验，或许可以找到工程执行的最佳方法。
撰文 | 小博
编辑 | 郭郭
→这是《环球零碳》的第381篇原创
美国科幻作家金•斯坦利•罗宾逊（Kim Stanley Robinson），是雨果奖和星云奖的得主，靠《火星三部曲》系列奠定了他科幻大师的地位。
2020年，他又出版了一部新的科幻作品，叫《未来局》（the ministry for future，也有人翻译为《未来事务部》、《应对未来的部门》）。这本书获得比尔-盖茨、奥巴马、福山等企业家、政要和哲学家大咖的推荐。
在这本书中，故事的开始有这样一个场景，印度遭遇一场异常热浪，供水和供电全部崩溃、社会秩序面临瓦解，街头不断出现孩子与老人的尸体，热浪导致2000万人死亡。
在绝望中，印度人等不及了，决定实施自己的战略——限制进入地球的阳光，为子孙后代拯救人类。
这虽然是一个科幻小说的情节，却以一种新颖的方式展示了人类当前面临的这场气候危机的紧迫性，并给读者留下了引导未来政策的希望。特别是限制太阳光进入地球，这其实不是科幻，而是已经被科学家列入应对地球变暖的方案之一。
最近，美国政府正在协调一项为期五年的研究计划，研究如何改变到达地球的阳光量，以缓和全球变暖的影响。这一过程，学界有一个名称，叫“太阳地球工程”或“太阳辐射修正”（SRM）。
白宫科技政策办公室表示，该研究计划将评估气候干预措施，包括向平流层喷洒气溶胶以将阳光反射回太空，以及此类气候干预措施可能对地球产生的影响。
美国国会指示将这项研究计划纳入2022年的支出计划，拜登总统于今年3月签署了该计划。
类似的计划，以前一些科学家已经在进行。
比如自2017年开始，哈佛大学的研究人员启动了一个科研项目：平流层受控扰动实验（SCoPEx）。SCoPEx希望实地测量与太阳地球工程相关的平流层颗粒物，为计算机模拟研究提供关键的实验参数。
自2019年9月以来，气候干预生物学工作组（一个由国际公认的气候科学和生态学专家组成的团队）每个月都会远程聚集在一起，就这个问题以及通过将一部分太阳辐射从地球上反射出去而使地球冷却的后果进行科学分析，相关成果发表在《美国国家科学院院刊》上。
只是，这些研究都是在学界和民间组织之间进行，并受到很多民间团体的质疑和反对，有些后来停止了。而白宫这一次直接由美国政府出面组织研究计划，并拨出专项资金，意义就不一样了。
图说：目前科学家提出的一些人为平流层气溶胶播撒方法。
来源：知识分子
1
减少太阳辐射的三种方法
通过反射来减少太阳对地球辐射的想法，首次出现在1965年给林登-B-约翰逊总统的一份报告中，题为 "恢复我们的环境质量"。该报告提出了以每平方英里100美元的成本在海洋上铺设颗粒的想法。地球反射率改变1%，每年将花费5亿美元。
这份报告认为，考虑到气候对经济和人类的非凡重要性，这些花费似乎并不过分。
半个多世纪过去了，现在看，这种工程的成本已经上涨了很多。加州大学洛杉矶分校法学院环境法教授爱德华-帕森（Edward A. Parson）说，目前的估计是，运行一个使地球冷却1摄氏度的项目，每年需要100亿美元。但与其他减缓气候变化的举措相比，这个数字被认为是非常便宜的。
美国国家科学、工程和医学研究院2021年3月发布的一份具有里程碑意义的报告涉及三种太阳地球工程：平流层气溶胶注入、海洋云层增亮和卷云变薄。
平流层气溶胶的注入将包括让飞机飞向平流层，或向天空飞行10至30英里，并喷洒一层悬浮在空气中的细雾，将太阳的部分辐射反射回太空。
平流层很平静，东西在上面停留的时间很长。注入平流层的东西在大气中的寿命在六个月到两年之间。
关于平流层气溶胶注入，主要的特点是：快速、廉价但不完美。
帕森教授认为，平流层气溶胶的注入，将立即使高温的极端情况得到缓解，也将几乎立即减缓极端降水事件。
不完美的原因，一个是还没有获得实施这种方案的权利，另一个原因是潜在的危害。
气溶胶的一个选择是二氧化硫，它的冷却效果在火山爆发中是众所周知的。例如，1991年皮纳图博火山爆发，向平流层喷出数千吨二氧化硫，导致全球气温暂时下降约0.5摄氏度。
图说：1991年6月15日的皮纳图博火山喷发是20世纪第二大火山喷发。
来源：Arlan Naeg | Afp | Getty Images
在燃烧化石燃料，特别是煤炭的工厂中也有这样的先例。煤碳有一些硫，在燃烧时被氧化，产生二氧化硫。这些二氧化硫经过其他化学反应，最终以硫酸的形式落入地球。但在硫磺污染停留在空气中的这段时间里，它起到了一种隔离太阳热量的作用。
所以，其实当世界减少燃煤以遏制导致全球变暖的二氧化碳排放时，我们也将消除掩盖部分有降温功效的二氧化硫排放。
在平流层喷洒硫磺并不是控制阳光量的唯一方法，有人说这不是最好的选择。比如云层增亮增白也是一种非常有前途的技术。
海洋云层增白涉及增加相对接近海洋表面的云层的反射率，其技术包括向空气中喷洒海盐晶体。
海洋云增亮通常比平流层气溶胶喷射受到的关注少，因为它只影响几十英里的范围，而且可能只持续几小时到几天。
美国国家研究院2021年的报告中还提到第三种技术——卷云稀化。即通过稀化3.7至8.1英里高的中层云，以使热量从地球表面散发出来。从技术上讲，它不属于“太阳地球工程”的范畴，因为它不涉及反射太阳光，而是涉及增加热辐射的释放。
2
对人和环境已知和未知的风险
这些技术，存在一些重大的、众所周知的风险——特别是二氧化硫气溶胶喷射。
首先，向大气中喷洒硫磺将扰乱臭氧化学，可能会推迟臭氧层的恢复。
1987年通过的《蒙特利尔议定书》规定并逐步淘汰消耗臭氧的物质，如通常用于制冷和空调的氯氟烃（HCFCs），但这一愈合过程仍在进行中。
另外，注入大气层的硫酸盐最终会以酸雨的形式落到地球，影响到土壤、水源和当地的生态系统。
第三，大气中的硫磺会形成非常细小的颗粒，会引起呼吸道疾病。
除了这些已知的风险，还可能存在一些未知的潜在灾难性风险，人类或许还不可知。
部署太阳地球工程技术的反对者还认为，这些技术会被政府或企业用以阻止其他低风险气候变化应对方法的研究，例如削减化石燃料的使用。
另外，谁能决定如何使用太阳地球工程? 这样的决定怎样才算公平？也是目前全球治理体系没有涉及到的内容，全球缺乏有效监管太阳地球工程部署所需的合法性。
3
现在研究它，还是以后措手不及？
尽管实施太阳地球工程会带来臭氧破坏、酸雨和呼吸道疾病，但支持者认为，相对地球炎热和极端天气带来的灾难，这些危害相对是小的。而且，研究阳光改造技术不应排除减排工作。
其实燃烧化石燃料排放的硫磺正在造成环境破坏，并且每年已经有1000万至2000万人因呼吸道疾病而死亡。这种危害已经是地球的一部分。
杜克大学研究公共政策和风险的研究员泰勒-费尔根豪尔（Tyler Felgenhauer）表示，要使阳光反射技术成为减缓气候变化工具箱中的一个工具，公众和立法者的意识必须慢慢提高。
哈佛大学的Keith教授表："我们要学习更多的东西，并开发更好的治理机制。"
帕森教授认为，碳排放现在开始着手研究非常重要，因为许多旁观者预计，一些国家在面临前所未有的气候灾难时，会单方面采取行动，无论如何都会尝试某种版本的阳光改造——即使它没有经过仔细研究。
“在我看来，90%以上的可能性是，在未来20年内，一些大国想要这样做。”帕森说。
面对数百万公民死于极端天气，世界肯定不会袖手旁观。通过公开的研究和实验，或许可以找到工程执行的最佳方法。
注：首图来源于福布斯中国
END
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