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“地球工程”的优劣之道
  • 内容来源:本站原创
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  • 发布时间:2015.02.14
“地球工程”的优劣之道
所谓的“地球工程”的灵感来源于菲律宾皮纳图博火山的喷发:集聚在平流层的2000万吨二氧化硫气体导致当地的地面温度降低了0.6摄氏度。
摄影:Alberto GARCIA/CORBIS供图
 
撰文:Craig Welch,2015年2月10日发表于《国家地理》

  美国国家科学院的研发部在2月10日上午发布了两份报告,第一份中提到:消耗大气中二氧化碳的技术虽然研发成本巨大但具有不可估量的价值,在气候变化即将导致恶劣事态的关键时刻或许能收到奇效。
 
  但第二份报告又表明,通过反射太阳光来降低地球温度的方法虽然廉价但太过冒险,即使研发过程慎之又慎,也只能应对某些突发事件。
 
  两份报告都采纳了国家研究委员会(简称NRC)对“地球工程”全方位的评审意见,该工程是指在地球变暖诱发质变之前预先干涉气候系统。
 
  “世界的现状已非常严峻,不幸的是我们并没有科幻电影中的魔力,” 美国罗格斯大学的生化学教授Paul Falkowski说道,他参与了这些报告的编著工作。
 
  应多家美国政府科学与情报机构的邀请,国家研究委员会委派一组跨学科的专委会对地球工程提案进行评估。这些提案有的平淡无奇——多种树以捕捉CO₂,有的让人忧心忡忡——把硫酸盐颗粒或者某种气溶胶物质释放到大气中以反射太阳光来冷却地球。
 
  评委们首先直言:全世界首要的问题是抑制矿石燃料的排放,而不是任何类型的地球工程。
 
  “我想阻止事态恶化总比事后弥补来得轻松低耗吧,”评委Ken Caldeira说道,他是来自斯坦福大学卡内基科学研究所的气候学家。“如果最终建立的能源体系和现有的一样难以为继,那为什么不先治理好现有的能源体系呢?”
 
  六年前英国皇家学会曾发表过一篇报告,其结论在今天看来仍有不少可取之处,如今美国科学家试图通过两篇报告来阐述两类完全不同的方法。多年来诸多相关报道都乐于用“地球工程”来吸引眼球。
 
  该专委会认为削减CO₂含量的努力是值得的,相关的措施也是必然的。但使用气溶胶或者其他类似物质来反射太阳辐射的方法既不合理也不负责任,只有面临全球饥荒等突发危机时可以作为孤注一掷的手段。
 
  “我们明确表示,消耗CO₂的提案不应该都贴上‘地球工程’的标签,”马里兰大学公共政策学院的副院长Steve Fetter作为评委表态道。
 
“地球工程”的优劣之道
秘鲁造林项目诠释了更温和更良性的地球工程:通过植树来消耗大气中的CO₂。
 
摄影:Gabby Salazar
 
消耗CO₂
 
  政府间气候变化委员会(简称IPCC)在最近的一份报道中提到,消除CO₂将可能成为应对气候变化的必要手段。大气中CO₂的体积约占400ppm(译者注:ppm指百万分之一),而且仍在不断增长,科学家预计的安全限值450ppm已触手可及,届时全球的平均温度将至少升高2摄氏度。
 
  政府间气候变化委员会认为任务非常艰巨,即使CO₂排放量降到零,依然需要在本世纪后半叶开发出削减大气中CO₂含量的合理技术。
 
  至于怎么做就花样百出了。最简单的方法就是植树造林,树木在生长过程中可以通过自身以及土壤来消耗CO₂。然后通过燃烧树木获取能量,并及时捕捉CO₂,以免排出烟道。另一种方法是研发化学试剂,例如潜水艇中净化空气的试剂就可以直接去除空气中的CO₂。
 
  “我个人认为这是大势所趋,”Fetter对消除CO₂的前景总结道。“CO₂的浓度已经太高,而且还在恶化,如果不采取某些消除CO₂的措施,我们很难把温室气体稳定在安全范围。”
 
  他接着说:“问题在于我们所能做的虽然廉价但作用有限,例如种树。”
 
  其实消耗CO₂也无法速战速决。要想起到质的变化必须消耗极大量的CO₂——如今人类每年排放的CO₂达到360亿吨——需要经过长时间的努力才能看到收效。国家研究委员会表示,能大量削减CO₂含量的方法都需要投入巨大的前期成本。
 
  “鸡蛋可不能都放在同一个篮子里,”评委 Scott Doney说道,他是来自伍兹霍尔海洋研究所的海洋地球化学家。
 
  消除CO₂的措施势在必行的另一理由是,未来若干年内能源体系仍将部分采用矿石燃料。 
 
  “就拿制造碳排放为零的飞机来说吧,该领域的研发确实很难,”评委 Granger Morgan说道,他是卡内基梅隆大学工程与公共政策学院的一名教授。“如果你能以合理的成本消耗大气中的CO₂,那将是划时代的创举。” 
 
遮蔽阳光
 
  第二份报告分析了令人担忧的想法,通过增大地球的反射率把阳光反射回太空。
 
  其中一种方法是通过飞机把硫酸盐颗粒喷洒到高空中,本质上来说是模仿火山喷发的效果,例如皮纳图博火山在1991年的大规模喷发足足降低了0.6摄氏度的地面温度。
 
  虽然这样做比缓慢消耗CO₂的方法廉价的多,但它不能解决根本性的难点:大气中不断累积的CO₂含量;也不能解决过多CO₂导致的海洋酸化问题。
 
  该报告进一步展开道,任何增加地球反射率的措施都有可能引发诸多未知的生态与政治风险。而且应对全球变暖以及降低CO₂排放的措施必须具有可持续性,因为一旦有所松懈,全球变暖的势头很可能会卷土重来。
 
  “我们尚未准备就绪,”Doney说。“委员会强烈建议暂停相关提案的实施。”
 
  然而,委员会谨慎的建议进一步稳妥的开展相关研究,因为任何研究因素的设定都有助于唤起全球范围的讨论。
 
  在某些极端情况下,例如全球大规模的饥荒,这类迅速冷却地球的方法或许可以换回片刻的喘息。但某些无赖国家也可能擅自尝试这样的举动,这就需要主流科学家能深刻意识到潜在的后果,能有一份良知。
 
  “这想法实在可怕,”芝加哥大学的气候学家Ray Pierrehumbert作为评委说道。“但即使我们都深知这些方法风险太大,却依然有理由说服自己继续探寻。”
 
“绝望从来不是我们的选择”
 
  尽管气候问题相当复杂,但几位评委都保持着乐观的态度。
 
  Falkowski提醒道,科技有能力改变一切,这一点已经证明过很多次了。第一口油井到汽车和飞机的普及仅仅用了60年,重构我们的能源体系或许也只要60年。
 
  “在我看来,完全没有必要绝望,”Pierrehumbert说。“如果没有出现科学奇迹,未来的地球很可能会升温2摄氏度。其实最糟糕的煎熬是在2到4摄氏度的升温范围,但我们依然有窗户这样的神器保护自己。”
 
  “经过我们全力的合作,”Pierrehumbert接着说,“若是能有效的削减CO₂含量,或许能在100年内降温2摄氏度。”
 
(译者:清泉石上流)

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