给地球加个罩子,为地球降温

ca88网页版 2

ca88网页版 1

给地球加个罩子,就能缓解气候变暖?

英国科学家欲“造火山”为地球降温

将太阳光调暗也很难逆转全球变暖
“扰动平流层”给地球降温并不靠谱

日前,由中国气象局发布的《2018年中国气候变化蓝皮书》显示,2017年全球表面平均温度比1981—2010年平均值高出0.46℃,比工业化前水平高出约1.1℃。地球越来越热,该如何给它降温呢?

第二看台

ca88网页版 2

据英国《泰晤士报》近日报道,美国哈佛大学和耶鲁大学的科学家计划明年上半年进行一个名为“平流层控制扰动实验”的项目,届时,他们将向美国西南部上空发射一个可操纵的气球,通过气球释放1公斤碳酸钙的小团烟雾,然后测量这些烟雾如何分散光线和改变平流层的化学状态。

近日美国研究人员大胆提出“盐计划”:在大气对流层上部播撒细盐粉挡住太阳光,进而给地球降温。这一看似疯狂的设想是否可行,会不会带来新的隐患等一系列问题引发争议。南京信息工程大学庞小兵教授、智协飞教授等专家认为,此举创意大胆,但“副作用”明显,且现在不可能实现。目前,遏制人类活动造成气候变化的最佳方式还是应减少全球温室气体排放。

今年入夏以来,极端高温天气席卷全球,北极圈也陷入“瘫痪”,“32℃北极圈,无家可归的北极熊面临灭顶之灾”一度刷屏,全球变暖问题再一次向人类发出挑战。其实,为应对气候变化,科学家们早已提出各种“改造”地球的工程,其中就包括“平流层纱罩”概念。

气候变化问题已成为全世界共同的挑战,各国科学家想方设法遏制全球变暖。英国皇家学会看好人造火山研究,希望通过模拟火山喷发为地球降温。

研究团队希望证明,向距地球表面12英里处喷洒微小颗粒——“平流层气溶胶注入”可将太阳的一部分光线反射回太空,从而遏制全球变暖。但此想法遭到不少科学家的反对,认为这可能给全球气候带来巨大影响,而且还有很多意想不到的副作用需要考虑。

大胆的“地球工程”设想

但是,美国加州大学伯克利分校研究人员乔纳森·普拉克特及其同事,近日在英国《自然》杂志发表论文表示,他们通过数据分析及对地球系统建模发现,向平流层注入气溶胶对作物产量的影响很可能好坏相抵,并不能缓解气候变化对全球农业构成的威胁。向平流层注入气溶胶如何影响气候变化?为了应对气候变暖,科学家们还提出了哪些地球工程?

模拟火山喷发可以将大量硫化物颗粒释放到大气层,迫使气温下降。英国皇家学会将在即将召开的地质工程学研讨会上讨论这一设想。

调暗太阳光或给地球降温

几十年来,不断有科学家们提出用地球工程的方式来改变全球气候。这种人为干涉方式主要采用两种思路:一种是碳移除,指移除大气中的温室气体;另外一种是太阳辐射管理,即通过降低地球对太阳能量的吸收来抵消温室气体的增温效应。

用气溶胶“挡”住太阳光?可能性太小

联合国发起的气候变化会议将于12月在丹麦首都哥本哈根举行,世界各国将讨论削减温室气体排放等问题。在会议的前期预备讨论中,不少科学家认为通过地质工程学遏制全球变暖应该是方案B。

据美国太空网近日报道,该研究团队在《环境研究快报》上发表论文称,SAI(也被称为“将太阳光调暗”)项目的基本设想是:向大气中喷洒化学物质,将太阳的热量反射回太空。

据《科学》杂志报道,“盐计划”并不是第一个看起来异想天开的建议。过去,也曾有人提议把被称为气溶胶的微小颗粒注入平流层,在这个大气中距离赤道18公里的对流层上方区域,这些气溶胶能够将部分太阳光反射回太空。

“平流层纱罩”地球工程概念,指的是通过人工方式将气溶胶注入平流层,以减少到达地球的太阳光量,抵御气候变化的影响。

皇家学会地质工程小组成员、美国斯坦福大学的地球学家肯:卡尔代拉解释说,火山喷发能为地球降温是因为大量尘埃喷洒入平流层,会把太阳光反射回太空。

研究人员指出,这一做法与大型火山爆发产生的全球降温效应有异曲同工之处。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发,向平流层排放了2000万吨二氧化硫,使地球在18个月内降温0.5℃。

“不论是撒盐还是气溶胶,都是想模拟火山爆发时火山灰遮挡阳光使地球短暂变冷的过程。”庞小兵告诉科技日报记者,这样的想法理论上行得通,但目前几乎不可能实现。国家气候中心首席专家周兵近日在接受记者采访时表示,撒盐降温在一定程度上比全球变暖还疯狂。

“气溶胶是一个体系,包含气体、液体、固体,其概念并不明确。通常用粒径较小的颗粒物来指称气溶胶,其成分包含三类,第一类是地壳类硅铝钙等元素,第二类是离子成分,比如硫酸盐、硝酸盐、氯盐等。第三类是包括有机碳和元素碳等的含碳成分。”国家环境保护城市环境颗粒物污染防治重点实验室主任冯银厂在接受科技日报记者采访时表示,大气气溶胶有人为源和自然源,大部分气溶胶都是人为源。

英国《泰晤士报》8月30日援引卡尔代拉的话说:“如果我有1美元赞助地质工程学,我会把其中90美分投入到大气同温层浮质的研究。”

该团队准备在近20千米的高空中将大量二氧化硫颗粒喷洒到地球的平流层。他们称使用这种方法,每年可将温室效应减少一半。

现有方案“副作用”多多

气溶胶的自然来源主要是海洋、土壤和生物圈以及火山等,而人为源为化学制品、纸浆和造纸、化肥、农业作物等。需要注意的是,气溶胶作为载体,携带着病毒等对人体健康有害的物质。

人造火山喷发为地球降温并不是科学家的异想天开。它具有一定科学道理与可操作性。历史上多次大规模火山喷发给科学家提供了将人类从气候灾难拯救出来的巨大启示。

他们也指出,在未来15年内成功研发出此项技术的成本约合35亿美元,其中大部分资金将用于建造能将大罐气溶胶喷射到平流层的飞机——其巡航高度约是波音747的两倍;此外每年的运营成本约为22.5亿美元。

在科学家看来,这个大胆的想法并不是天衣无缝,它的局限性显而易见。因为不论是撒盐还是气溶胶,都会带来“副作用”。

冯银厂向记者解释道,元素碳在气溶胶影响气候变化的过程中作用较大,有些有机物比如硫酸盐等会影响光的辐射、散射,或是对光进行吸收。据悉,黑碳气溶胶对可见光和部分红外光谱有很强的吸收能力,它在大气中的各种化学和光化学反应、非均相反应以及气粒转化过程中起着重要作用。

1991年菲律宾吕宋岛的皮纳图博火山爆发,是20世纪第二大规模的火山喷发。在这次火山爆发中,有2000万吨二氧化硫逸出,进入大气层,将太阳光折射回太空。在这些火山灰落回地面前,地球温度降低了0.5摄氏度。

有研究人员对此想法表示赞同。美国加州大学圣地亚哥分校的气候变化和应对政策专家凯特·里克教授说:“在我看来似乎合情合理。我认为这绝对是一项有益的贡献,因为它证实了一个观点:要想获得相同的全球温度效应,平流层工程将比减排便宜得多。”

“许多盐类,都含有卤素,也就是氯、钠、碘离子,它们生成的卤代自由基会破坏臭氧层。”庞小兵说,“而气溶胶是指飘浮在空中的1纳米至10微米细小微粒,它们会通过静电吸附形成新的聚合物,反而能产生公众避之不及的灰霾,对人类健康构成严重威胁。”

中科院大气物理研究所刘强等研究人员指出,气溶胶对气候的影响可分为直接影响和间接影响两大方面。直接影响指大气中的气溶胶粒子吸收和散射太阳辐射和地面辐射出的长波辐射,从而影响地球与大气间的辐射平衡。间接影响是指气溶胶浓度变化会影响云层,而云层变化反过来影响气候。

皇家学会地质工程小组另一名成员、曼彻斯特大学的布赖恩:劳德尔教授近日说,如果不减少二氧化碳排放或是使用地质工程方法,“人类文明将在我们的孙辈终结”。

论文合著者、耶鲁大学讲师威克·史密斯说,该项目的大部分成本来自于将二氧化硫排放到足够高的地方并使其停留在那里,“如果你把它放到平流层,它会在高处停留一年或18个月。”

周兵认为,“盐计划”不能减少二氧化碳等温室气体排放,还会随降雨落到地面,对土壤和淡水造成影响。

ca88网页版,武汉大学环境工程系王祖武教授对记者表示:“实际上气溶胶影响的是能见度,它形成灰霾后折射或反射太阳光。另外,它相当于凝结核,水汽聚集在凝结核上,影响云层和降雨。跟温室气体的效应正好相反,气溶胶好比制冷剂,能导致地面温度降低。不过,大气环境复杂,不能说只靠单一的气溶胶就能影响气候变化。”

“惟一可行的计划是减少太阳光照射地球,把阳光反射回去,”他说。

并不会扭转气候变暖趋势

在象辑科技气象技术专家欧波看来,这个计划可能有很多未知的、不可控的结果。究竟增加多少“盐颗粒”合适,这些“盐颗粒”循环降落到地面后是否会带来如“盐碱化”“荒漠化”等其他负面效应等都还不明确。

既然气溶胶能影响气候,向大气中注入气溶胶能否缓解气候变化呢?“给地球加一个罩子,让紫外线少进来?我觉得这个可能性太小了。怎么把颗粒物弄上去呢?不考虑返流的问题吗?我们在治理颗粒物,要把空气中的污染颗粒物弄少点,它这是又把颗粒物弄到高空?”冯银厂对平流层纱罩的可行性持怀疑态度。

尽管人造火山为地球降温的设想听上去不错,但仍有不少研究人员乃至决策者对它的可行性提出质疑。

尽管如此,研究人员解释说,给地球降温与扭转气候变化趋势并非同一回事。给大气降温不会逆转气候变化,温室气体仍然存在,整个地球也将继续变暖,但变暖速度会显著减缓。

智协飞教授也持观望态度:“现有的地球工程的设想,要么实施起来困难,要么存在明显副作用。”

应对气候变化,还有这些地球工程

英国气象局批评人造火山设想可能会减少南美亚马孙地区和非洲的降雨量。气象局气候变化意见部主任维基:波普说:“如果人类开始扰乱世界云团体系,可能会引起一系列副作用,有些副作用将会非常危险。”

碳排放不仅是在地球周围形成一个化学温室,它们还使海洋变得更酸,并改变空气和水的全球运动。排放物已将热量散入大气中,即便人类将二氧化硫打入平流层,它们也不会消失。

即使可行也是治标不治本

向平流层注入气溶胶、搭建空间反光镜、制作太阳伞、向海洋中施加铁元素……这些“修补”地球的行为统称为“地球工程”,旨在通过工程和技术手段对气候状况加以干预,从而应对气候变化带来的全球升温问题。

当前世界二氧化碳年排放量是500亿吨,预计到2030年这个数字将达到600亿至700亿吨。照此速度,到2100年,地球平均温度将上升5摄氏度。科学家警告,二氧化碳的年排放量在2050年必须减少到200亿吨,人类才能避免遭受巨大灾难。

而且,史密斯说:“或许我们可以降低全球的表面温度,但这并不意味着每个地方的气候都会回到过往。有些地方会变得更暖,有些地方会变得更冷。有些地方会更干燥,有些地方会更潮湿。”

“我们在想办法阻止这件事发生,但目前来看不可能完全阻止。”庞小兵和智协飞等专家对气候变化趋势的判断,让人不禁要唱一首《凉凉》了。

据资料显示,联合国政府间气候变化专门委员会将地球工程分为两种类型。第一种类型是碳移除地球工程,通过植树造林、土壤固碳、生物质碳捕获等各种碳捕获、封存和转化技术,降低大气中的温室气体浓度。碳去除地球工程最典型的是海洋施肥,比如向海洋中施加铁元素或是氮、磷等营养元素,也有人提出将深层海水抽到表层,向海洋表层提供营养元素,同时加快将表层碳固定到海底的速率。

更多阅读英国《泰晤士报》相关报道

此外,他说,气候变化的临界点是二氧化硫无法解决的问题。

“全球气候变化主要还是人类活动造成,减少太阳光辐射,即使可行也是治标不治本。”庞小兵认为,固碳和减少温室气体排放才是应对气候变化最根本的举措。

第二种类型是太阳辐射管理地球工程,是通过影响进入到大气层的太阳辐射,为地球“直接降温”。主要是通过增加反照率,把一些太阳光散射回太空,从而减少地球吸收的短波辐射,降低地球变暖的速率。比如人为在平流层注入气溶胶、亮化增白大气中的云层、屋顶刷白、沙漠绿化、在地球大气层中设置太空反射镜等。

特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。

史密斯说:“如果格陵兰岛上所有的冰融化并流入大海,这会让海平面大幅提升,淹没全世界的海岸线。然后,即便我们重新通过工程方法给地球降温,冰块也不会从海上爬回到陆地上。格陵兰岛上的冰是数百万年降雪的结果。”

“目前人类能用的手段还很有限,减少温室气体排放可以最大程度上减缓气候变化。”智协飞说,太阳能、风能、核能等新能源已经开始大规模替代化石能源,但是目前人类对能源需求太大,新能源没有一个是完美的,所以进度仍不令人满意。

据中国气象局发展研究中心助理研究员孔锋分析,近十年的地球工程研究虽然取得一些进展,但还是相对薄弱,未得到地球系统多模式集合的验证,且实施效果具有高度不确定性,可能带来高风险。

部分学者和环保组织反对

“我们不能坐以待毙,将来某一天地球工程或许能够有效调控地球温度,作为科学探索,应加以鼓励。”智协飞说。

但中国气象科学研究院车慧正研究员对记者称,应对气候变化最主要的还是控制人为排放。王祖武也认为温室气体减排才是切实可行的应对气候变化的措施,现在已经提出了较多碳减排、碳交易的措施。

尽管这些操纵气候的提议“看上去很美”,但遭到了不少学者和环保人士的反对。报道称,有人担心喷洒颗粒会破坏臭氧层,扰乱降雨模式,在一些地区造成干旱和饥荒。

“应对气候变化最重要的还是减排,二氧化碳那么多,能不升温吗?我觉得减排最可行,其他工程的可操作性还需要考虑。”冯银厂说。

英国帝国理工学院大气物理学教授乔安娜·黑格说,这项技术虽然可能会推迟全球变暖,但也可能改变气候模式,尤其是热带地区的气候模式,给一些国家带来灾难性后果。她还说:“即便这项技术奏效了,全球变暖的推迟也只能是暂时的,除非地球工程方面的修复永远持续下去。”

美国芝加哥大学地球物理科学系的戴维·阿彻对英国《每日邮报》表示,这种工程的问题在于它只是一个暂时的创可贴,短期内解决这个问题,但它并没有解决温室气体浓度不断上升的问题,温室气体是导致全球变暖的主要原因。

此外,瑞士洛桑联邦理工学院气候变化经济学专家菲利普·塔尔曼也对英国《每日邮报》表示:“该系统成本其实并不低,而且从长远来看风险更大。它可能严重危害农业,导致干旱或极端天气。”

当然,史密斯自己也说,虽然喷洒的一个好处是,一旦它停止,效果会在18个月内消失,但他担忧会有无法预料的副作用。

里克也指出,还有平流层化学方面的问题,比如硫如何与大气中的其他化学物质相互作用?这类计划会产生什么样的局部效应?对臭氧层会产生何种影响?个别地区、农业或当地水系统如何应对阳光的突然变化?公众将如何反应?这些都是我们需要认真思考的问题。

(科技日报北京12月4日电)

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注