科學家揚言要通過屏蔽陽光,給地球降溫,靠譜嗎?

天空之城 2022/08/03 檢舉 我要評論

日益嚴重的溫室氣體,導致全球平均氣溫不斷升高,地球氣候自我調節系統正在遭受破壞,各種災難頻發越來越危害著人類的生存,這已經成為不爭的事實。

科學建模顯示,平均氣溫升高3度(攝氏度,后同)是一個閾值,一旦到達這個臨界點,地球氣候平衡系統就會全面崩潰,失控而無法逆轉,極端災害會越來越加劇,冰蓋融化,海平面上升,生物大滅絕將不可避免的到來,人類很難逃過一劫。

研究顯示,100年來氣溫已經升高了1度,而且升溫還在加快,不斷向閾值逼近。人類為了挽救自己和整個生態,正在設法阻止氣溫升高的速度,全世界所有國家簽署了所謂的「巴黎協定」,其主要核心思想就是通過全球合作和共同努力,實現在本世紀末將溫度上升控制在1.5度以內。

那麼,氣溫為何上升,如何遏制呢?

導致氣溫上升的主要原因是大氣中溫室氣體不斷增加。所謂溫室氣體,主要包括水汽(H₂O)、二氧化碳(CO₂)、氧化亞氮(N₂O)、氟利昂、甲烷(CH₄)等。其中,二氧化碳占了溫室氣體權重的50%,是導致地球變暖的主要元兇。

而人類活動,是二氧化碳排放的主要源頭。近代工業化以來,由于人類燃燒化學燃料的行為日益加劇,二氧化碳排放量越來越大。據科學考證,人類社會工業化以后,二氧化碳濃度在大氣中的占比不斷上升,尤其在近100年,增加速度越來越快。

調查統計學表明,工業革命前1萬年內,大氣中的二氧化碳濃度一直維持在一個較為穩定水平,約為280ppm左右。1950年后每年增長率達到0.7ppm,2005年到2014年,年增長率達到約2.1ppm/年。

2020年則監測到大氣中的二氧化碳濃度已經達到了412.48ppm,也就是說二氧化碳比例達到大氣總量的萬分之四以上了,比工業化之前增加了47%!

二氧化碳比空氣密度大,會沉淀在大氣層底部,就像一個大玻璃罩罩著我們,這個玻璃罩很特別,會把陽光輻射能量放進來,卻阻擋其反射回去,這樣就讓地球熱量失去平衡,越積越多,溫室效應就越來越明顯,導致全球氣候日益變暖。

要解決溫室效應問題有兩個途徑,一個是減少溫室氣體排放,另一個是減少陽光輻射。「巴黎協定」就是聯合國發起,由各國簽署實現全球節能減排的合同,其宗旨是通過各國相互監督和約束,實現碳中和的中目標。所謂碳中和就是通過植樹造林等各種途徑,完全抵消掉溫室氣體排放的負效應,實現零排放。

這是目前人類為了應對氣候變暖災難的一個主流措施,也是一個漫長且必須持續不斷努力的過程。要實現目標,需要改變人們的生產生活習慣。說起來容易,要實現卻很難。

除此之外,還有什麼別的辦法嗎?有科學家提出,如果能夠遮蔽陽光輻射,就能夠讓地球更快地降溫,就像炎炎酷暑在白晃晃的陽光下暴曬,突然有一棵大樹,趕快躲到樹蔭下,溫度就會迅速降下來。

如何才能屏蔽陽光達到降溫效果呢?

實際上,這里所說的屏蔽陽光,并非是將陽光全部封殺掉,而是讓陽光變得暗一些。最早提出這個想法的是諾貝爾獎得主保羅·克魯岑,他在15年前就在一篇文章中提出了平流層氣溶膠注射的想法,認為通過氣溶膠反射陽光讓太陽變暗,從而達到給地球降溫的目的。

這種想法來源于火山噴發導致的地球降溫效應。科學研究發現,歷史上曾經發生過多次大冰期和小冰期,就是由于溫度下降導致的嚴寒和大規模冰川活動,誘發原因除了一些天文學事件以外,與火山爆發有著非常密切的關系。

這是因為火山爆發會將大量的火山灰噴發到數十公里高空,進入平流層,彌漫到一大片地區甚至覆蓋全球,這些微小的顆粒反射陽光,減少來到地球表面的太陽輻射,因此會導致地表溫度迅速下降,繼而導致冰期出現。

2009年一個科學團隊研究發現,1275年到1300年間,熱帶地區經歷了4次大規模火山噴發,導致了全球平均氣溫下降;1430年到1450年間,也發生了一次大規模火山噴發,對應了那個時代氣候變冷以及發生在15到17世紀的小冰川時期。

最近一次火山大噴發是菲律賓皮納圖博火山爆發,向平流層注入了約2000萬噸的二氧化硫,在大氣層海拔10公里到50公里處延伸,這些霧霾顆粒物讓地球降溫約0.5攝氏度,讓地球平均氣溫在18個月里恢復到蒸汽機時代到來以前的樣子。

科學界曾經預測的核冬天,也就是這個道理。當世界發生核大戰時,核爆激起的沖天粉塵在大氣層中遮天蔽日,由此導致地球缺乏陽光而進入寒冷的核冬天,植物由于缺乏光合作用而枯死,動物食物鏈發生斷裂,物種大規模滅亡。

科學家們就是受到這些啟發,設想如果人為地模擬火山噴發,將某些物質氣溶膠噴射到大氣層,從而達到讓陽光變暗來為地球降溫,以對抗由于溫室氣體導致的地球升溫。

事情就是這麼簡單?既然如此,何必舍近求遠?目前全世界具有「杞人憂天」精神的人們,都在絞盡腦汁,為了讓本世紀末升溫控制在1.5度以下而焦頭爛額,如果只要在大氣中撒點「胡椒面」就能解決,何樂而不為?

由此,一些科學家躍躍欲試,想通過實驗看看這點「胡椒面」有多大作用。美國哈佛大學一個科學團隊在2014年提出「太陽地球工程項目」的設想,成立了一個叫「平流層控制擾動實驗」(SCoPEx)的工作室,將「太陽變暗」的設想開始推向實施階段。

「遮陽工程」實施起來并不容易,反對者眾

有關在大氣層撒點「胡椒面」的問題,人們已經爭論十幾年了,尚不分勝負。一些環保主義者們認為,這種恣意的活動很可能給大氣層帶來意想不到的后果,由此引發人類災難;還有人認為,這種方法雖然有效,但不可控,風險太大。

美國氣候科學家馬克爾·E·曼恩把這種方法比喻為止痛藥,他認為,止痛藥會導致有害成癮,一旦世界開始注射「調暗」太陽的顆粒,以后可能就停不下來了。

波士頓東北大學公共政策和城市事務學院院長珍妮·C·斯蒂芬斯則表示,太陽地球工程是一種非常狹隘的看待氣候危機的方式,只考慮了物理溫度和物理系統,而沒有考慮其他,如世界上不同的人們將受到怎樣的影響等等。

雖然反對者眾,且「義正辭嚴」,但光打嘴炮解決不了地球升溫的問題。通過降低碳排放,讓地球輻射達到平衡當然是最好的方法,但這種方法見效實在很慢,且全球整體化操作困難重重,收效甚微。

一直以來,全球許多國家都不平靜,從來也沒有停止過爭斗,因此降低碳排放的進程舉步維艱。即便「巴黎協定」這種拯救人類的協議,各國也還是打著自己的小算盤,在談判桌上,都在為自己能夠多排點,別人必須少排點而「大義凜然」,在利益面前嘴炮加拳腳都上。

由此,科學家們認為本世紀末達到溫度控制目標的希望實在很渺茫,如果溫度一旦突破臨界點,地球自我調節系統就會失控,毀滅性大災難就將降臨,人類面臨滅絕,且束手無策,那些高大上的空話又有什麼用呢?

因此,許多科學家們還是想試一試,萬一到了那一天,兩權相害取其輕,這種方法就不得不上場了。當然,科學家們比我們更知道不能亂來,必須做一個計算機科學建模,弄清灑向大氣層的氣溶膠作用機理、探索得出噴灑什麼物質最好、準確的噴灑量、噴灑高度、噴灑范圍,模擬最終得到的效果以及可能導致的后果。

將這一切弄清楚后,才能夠從小范圍實驗,再逐漸推到實用。

最終能夠實現「遮陽」給地球降溫嗎?

太陽地球工程項目論文的共同作者,哈佛大學平流層控制擾動實驗學術主任基思一直在竭力推動這個項目進程,目前已經籌集了1620萬美元的經費,主要資助人為比爾蓋茨、威廉和弗洛拉休利特基金會,以及一些其他慈善機構。

現在,哈佛大學太陽工程項目走在了此類研究的世界前列,他們率先完成了計算機科學建模,開始將這個項目從實驗室向平流層試驗轉移,準備進入大氣層開展真正的噴灑試驗。這項工程第一階段計劃耗資300萬美元,具體操作是在美國西南部進行兩次可操縱氣球飛行試驗,飛到20公里處的平流層,那里沒有生命存在。

完成20公里的空中平台測試后,實驗將轉入下一階段,增添設備用于噴灑微小的碳酸鈣氣溶膠顆粒,這些顆粒將像顯微透鏡一樣將陽光反射回太空。開始釋放的碳酸鈣數量只有約1公斤,不足以觸發任何可測的降溫。

當然,隨著試驗條件的日益成熟,釋放數量和范圍將會擴大,最終達到局部區域降溫乃至全球降溫的目標。

這項實驗原準備在2019年開始,后來又延遲到2021年初,計劃在瑞典北部的雅斯蘭吉航天中心進行,但因為環保人士和當地團體的強烈反對而被取消。哈佛團隊的科學家們并沒有氣餒,一直在準備和爭取試驗的繼續進行。

基思認為,現在的任務不是為了測試太陽地球工程是否可行,而是為了提升這個工程的科學水平,通過各種試驗,研究人員可以評估潛在副作用,包括可能的臭氧消耗、空氣污染的增加和天氣模式的變化。面臨的關鍵社會問題是,為了避免全球變暖產生的極端后果,是否值得冒這個風險。

基思說:「我們不會面對無風險的抉擇,問題是如何權衡風險」。所以,最后這個方案是否可行,還是要兩權相害取其輕。在人類面臨滅絕的大劫難時,即便需要承擔點風險,拯救行動也必須進行。

哈佛大學SCoPEx實驗負責人弗蘭克·柯伊奇則表示,如果全球變暖的趨勢持續下去,世界將走向災難,最好的辦法就是準備好工具避免出現最可怕的后果。他認為,正因為這項工程有許多未知數,才需要做試驗,他希望在2022年能夠實施發射熱氣球的任務。

他說:這項研究需要花費很長時間,如果到人們需要這個的時候才開始研究,那就太晚了。

我贊同他的這種說法,未雨綢繆,人類才能走得更遠。現在已經到了8月了,SCoPEx的氣球試驗還沒有消息,今年能順利邁開這一步嗎?拭目以待。那麼,各位對這種通過讓陽光變暗給地球降溫的方法有什麼看法呢?歡迎討論點評。

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