给地球打一把“遮阳伞”

□ 尹传红

  • 来源:科普时报
  • 作者:
  • 2024-03-02 17:58

新年刚接来,“坏消息”不断。国内一家权威媒体相隔仅一天的两篇报道,一则披露说北极寒流肆虐美国致数十人死亡,一则却在探讨2024年会不会成为“最热一年”;此前几天还宣称:气候危机正在加剧禽流感,全球野生动物面临“毁灭性”威胁。

不时也能看到有关气候变化的讨论,有的甚至上升到了“太阳地球工程”的层面。这个概念更常见的一个名字是“太阳辐射干预”,其核心在于通过进一步人为干预来修复已经被人类破坏的地球气候。正如《科学美国人》杂志(中文版《环球科学》)专题报道“改造大气:一场降温豪赌?”摘要所述:面对全球变暖的严峻形势,一些科学家提出,是时候改造我们头顶的天空了。

将近一年前,小规模的相关实验其实已经在做。2023年2月12日下午,在美国内华达州里诺市外的一片田野旁,实验人员点燃了一堆黄色硫粉,随即用一台工业级吸尘器将燃烧产生的二氧化硫气体抽入到一个大气球中,再充入氦气,使气球升空。气球升入平流层后发生爆炸并释放出其中的气体,二氧化硫会与水蒸气反应,形成悬浮在空气中的小水滴——气溶胶。它们会像无数微小的镜子一样将入射的阳光反射回太空。

太阳辐射干预实际上是在模仿大规模火山喷发引起的自然现象。科学家估计,1991年菲律宾的皮纳图博火山喷发时,向平流层注入了2000万吨二氧化硫,形成了一把“气溶胶阳伞”,使全球温度降低了约0.5℃。大约一年后,这些二氧化硫气溶胶又以液滴的形式坠落回地球表面。研究表明,以足够的规模实施太阳辐射干预——可能每年相当于皮纳图博火山喷发四分之一的规模——便足以阻挡1%—2%的阳光。这可以减缓全球变暖的进程,甚至略微降低全球气温。

然而,也有科学家警告说,任何太阳辐射干预的尝试都应该极其谨慎。它可能使我们的蓝天明显地变白,可能削弱保护着我们和地球生物圈免受紫外线辐射影响的臭氧层,甚至改变灌溉数十亿人赖以为生的粮食的季风环流。它也可能会被滥用:如果剂量过高,有可能会扰乱地球气候,改变天气规律,导致国家之间的“气候对抗”,甚至引发战争。当然,也有人说,什么都不做,放任全球变暖同样具有重大风险。

确实,人类试图控制整个地球气候的想法,咋一看来非常“科幻”。我听到的一种稍显文雅的说法是:人类能利用自己的创新能力和先进技术来改变自然进程吗?相应地冒出的“地球工程学”,通常被定义为“有意识地对影响地球气候的自然环境过程进行大规模干预,以抵消全球变暖的影响”,也就是让人类有机会抵御住大自然的“报复”。

但是,许多环保主义者都反对“工程类”做法,认为干预气候是治标不治本,我们只是对付了环境问题所表现出的“症状”,而未解决人类环境困境的“病根”。一旦寄希望于地球工程,人们出于生活便利就会放弃当前的预防性的环保行动,譬如节能减排行动。

尽管如此,科学界和产业界也还有不少支持进行尝试的声音,并且开展了认真的研究,探讨过各种方法。

想象有一个可以遮阳的太空伞,一种随着地球转动而转动的镜面系统,像卫星一样在太空中自主运行。它可以在太阳光到达地表前将其反射掉,并且可以调控到达地球上的热量,而无需过多考虑温室气体的影响。从理论上说,这类装置应该放置在拉格朗日点,即地球与太阳之间的重力相互抵消的地方,以保持平衡而不会随意移动。太空伞把来自太阳的辐射反射到“黑暗”的太空中。地球接收到的能量将减少,大气温度自然随之降低。

美国亚利桑那大学的天文学和光学教授罗杰·安吉尔,自2005年起就着手研究一种新方法。他与另一位天文学家西蒙·佩特·沃登合作,提出了宽达1600多千米的巨型太空伞的概念。这种巨伞用月球上的资源建造,具有多重结构,是一种薄如丝的呈玻璃状可以自由飞行的太空伞。

这个宏大的工程具有一定的可行性,但整个项目的复杂性也远远超出了人类目前的经验。同样也有人“预先”考虑到了它的可能的负面影响:遮阳确实可以使地球变凉,但是异常天气将广泛发生,并且还有一些巨大的未知后果。比如,会不会扰乱洋流模式,改变极地温度并造成干旱。

在太空中给地球打一把“遮阳伞”,可不是那么容易的事。

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