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喷雾船队的工作示意图
如何让地球降温并阻止海平面的上升?在太空部署反光装置反射阳光?利用热气球将二氧化硫送入同温层?喷洒海水让云变白或者制造白色沙漠,以将更多太阳光反射回太空?……近些年,这些被称为“地球工程”的想法越来越受到人们的关注。
其中,在太空部署反光装置目前最为吸引人的主要有两种方式,一种是美国科学家设计的利用在地球与太阳间轨道运行的众多飞盘反射器反射阳光,其每 个飞盘的直径为2英尺(约合61厘米),作用和反光板类似,而英国和美国的另外一些科学家则计划将数万亿块镜片反光板送上太空,让其组成一个10万平方英 里的太空“遮阳伞”,改变阳光的路线,从而将射向地球的阳光减少2%。
当然除了从太空想办法,还可以考虑在大气层上做文章。科学家们在研究火山时发现,每次大型火山爆发后,飘浮在空中厚厚的二氧化硫等硫化物形成硫酸盐浮尘反射阳光,地球往往会经历大幅降温。
一些科学家构想,在未来地球环境发生不可逆转的恶化时,这些“地球工程”项目可以成为修复地球的重要方案。英国皇家学会在2009年9月发表研 究报告称,如应对全球变暖的有效机制仍无法出台,“地球工程”或将成为遏制全球变暖趋势的唯一选择。据了解,德国在制订本世纪前15年的超大型研究计划 时,其“地球工程”的研究预算经费已经高达3.5亿美元左右。
据悉,目前有不少国家正在积极研究缓解全球变暖的“地球工程”,即通过超大规模的工程手段改变地球环境﹑遏制地球变暖及海平面上升趋势的一些工程项目。
但是最近,北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院的研究结果给这些方案浇了一瓢凉水。该院2009年4月任命的首席科学家、国际著名古气候 学家、中央吸引海外高层次人才的“千人计划”入选者、英国籍教授约翰·摩尔刊载于《美国科学院院刊》的最新研究指出:地球工程并不能抑制由全球气候变暖造 成的海平面上升。据了解,约翰·摩尔对气候系统尤其是古气候颇有研究,早在1989~1993年,他在英国南极考察团中是高级科学家的身份。
约翰·摩尔检验了两种最重要的地球工程方案,即在空间放置反光板和向空中释放二氧化硫用以反射阳光的做法,此前的研究表明,这两种方案都能使地球上每平方米减少吸收1~4瓦特的太阳辐射。
约翰·摩尔在通过能够模拟海平面变化趋势的计算机模型中得出的结论是,采用这两种方案,到2100年,海平面仍然会上升61厘米,而如果不采取 任何手段,海平面将上升1米。这意味着,通过“地球工程”方案,海平面高度将减少约39厘米。而且,“地球工程”一旦启动,就必须继续下去,否则海平面高 度会迅速反弹。
目前,海平面上升被认为是全球气候变暖可能带来的最大威胁之一,因为全球气候变暖造成了冰川融化和海温上升,而冰川融化使更多的水流入海中,海 温上升会使海水体积变大,这些最终都将导致海平面上升,这将危及目前生活在涨潮时距海平面高度1米之内的1.5亿人的生活,印度洋上的马尔代夫、太平洋上 的瑙鲁、基里巴斯等一些低海拔岛国将不得不面临消失的危险。另外,一些海洋沿岸的国际知名城市,比如纽约、上海、威尼斯也将会变得岌岌可危。
“如何寻找对策和举措就成了很多科学家的重要任务。”中国科学院大气物理研究所研究员王庚辰对记者表示,正是在这样的背景下,近些年来一些“地球工程”项目纷纷被科学家提了出来。
“但是覆盖在地球上的空气是流动的,在空间放置反光板和在空中投放二氧化硫形成硫酸盐浮尘来反射太阳光等一些地球工程的实施可能会改变大气环 流,这又会导致气候出现一些新的极端变化,由于这个方面目前人类的研究还比较有限,因此它们的变化具有很大的未知性,对人类社会而言所面临的风险也比较 大。”中国气象科学研究院研究员祝从文表示,在自然界面前,人类的力量还是十分渺小,这在任何时候人类自身必须要有清醒的认识。
“以前我们强调人定胜天,都留下了一些惨痛的教训。”祝从文说,如果人类盲目实施了这些地球工程,极有可能会带来一些新的自然灾害,比如导致的 季风变化可能会增加新的旱涝灾害,其他一些不确定性的灾害也会增加。比如,在空中投放二氧化硫,大量二氧化硫形成酸雨进入海洋,将会让海洋的酸化问题变得 更加严重。
另外,王庚辰对记者表示,现在地球出现变暖和海平面的上升,究竟是地球自身的运行周期所致,还是人类活动的影响造成的,目前也并不明确。
“虽然现在联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)等一些国际气候组织认为二氧化碳排放量的增加直接导致了全球的变暖,但是在科学界,这种 结论还有很多的争议。现在的研究已经发现,在地球演化的漫长历史中,它自身曾经多次出现过变暖和变冷的时期,因此,现在地球气候出现的变化完全归结到二氧 化碳等温室气体的排放上,在科学界也有很多不同的意见。在这样的情况下,围绕减少二氧化碳排放的一些地球工程构想是否必要就是一个需要仔细考虑的问题。” 王庚辰介绍。
这些工程项目规模宏大,耗费巨大,实际实施起来,其花费更会远远超出人类的想象。王庚辰表示:“任何国家的人力和财力都很难提供足够的保障,多国协作进行也有很大的困难,因为全世界的力量更不可能完全统一起来。”
“我不赞成现实中进行这样的地球工程项目。”祝从文说,“虽然部分项目现在一些科学家在进行实验室模拟的时候取得了比较好的效果,但是这和现实 中实施根本就不是一回事。无论是从地域还是空间范围上讲,想通过地球工程改变地球环境以及修复地球的设想在目前人类科技水平的条件上,还是‘天方夜谭’, 它们只能是一些理论上的东西。”
“就科学研究而言,进行一些地球工程项目的研究应该予以鼓励,这对相关科学研究会起到积极的推动作用。”王庚辰表示。
“但是,这些‘地球工程’目前无法在实际中予以实施也并不意味着人类就应该在目前全球气候变暖的趋势面前束手就擒,比如对于海平面的上升,一些 沿海国家采取修建堤坝等一些积极的对策和措施是很有必要的。”王庚辰对记者表示,虽然目前人类活动是否导致地球变暖并不明确,但是从保护地球环境的角度来 看,节能减排的生活方式永远都没有错,目前世界各国纷纷采取举措减少二氧化碳排放也是很有必要的。
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