作者：泉琳 来源： 发布时间：2019-9-5 14:52:22

给地球“降温” 看上去很美

 

时至今日，全球变暖已成为不争的事实。今年3月，联合国发布的《立博体育:年全球气候状况声明》更是将全球气候形势的严峻性与紧迫性展露无疑。

 

在声明中，有“惊人的证据”显示，2015~立博体育:年间，全球创纪录地变暖，导致海平面上升，南北两极冰面消融，而这一趋势在2019年仍将持续。

 

“应对全球变暖的努力赶不上气候变化发展的速度”，这一现状着实令人担忧。为此，作为应对全球变暖的一种最直接的人为治理气候的手段——地球工程再度回归人们的视野。

 

实际上，“地球工程”这一概念是2009年由英国皇家学会首先提出的。它是指人类对地球气候系统进行大规模人为干涉，以应对全球变暖或部分抵消全球变暖的影响。

 

近年来，各国科学家都在对地球工程进行相关研究，也提出了一些缓解温室效应的方案（如平流层气溶胶改性法），不过很多科学家认为虽然地球工程可以抵抗气温升高，但其存在的负面影响不可小觑。比方说，可能干扰降水模式，致使干旱席卷全球或者破坏臭氧层使之无法修复，会造成无法挽回的后果。

 

鉴于可能产生的负面影响以及气候变化带来的威胁，越来越多的科学家认为应该对地球工程进行更多的实验。

 

可复制模式

 

多年来，哈佛大学的几位气候科学家一直在为小型的大气实验做准备，希望能更多地了解人类应对全球变暖的能力。然而批评人士担心，这将为“我们可以改变地球气候”这类观点提供科学依据。

 

尽管质疑声不断，但哈佛大学在7月底仍迈出了重要一步——宣布成立一个委员会，以确保研究人员采取适当措施来限制健康和环境风险，同时寻求与吸收外部投入，并以透明的方式开展工作。该举措或许为未来的地球工程研究创造一个模板，并可能为后续的更多实验铺平道路。

 

哈佛大学之所以不得不采取这一不同寻常的举措，至少有一个原因，那就是在该领域没有一个由美国政府资助的研究项目，也没有任何公共监督机构对围绕这一主题的特别复杂的问题进行权衡。

 

曾担任前加州州长Jerry Brown的气候顾问、加州战略发展委员会执行董事Louise Bedsworth将担任该委员会主席。“咨询委员会将制定并实施一个框架，以确保平流层控制扰动实验（SCoPEx）项目以透明、可信和合法的方式进行，”她在一份声明中表示。“这将包括建立期望和手段，以听取不同观点、不同声音以及利益相关者的意见。”

 

该委员会成员、斯坦福大学环境评估机构主任Katharine Mach曾指出，委员会希望建立一种可复制的模式，其他机构或国家可以利用这种模式来审查该领域的其他研究。她强调道，目前还处于早期阶段，但他们打算超越对环境和安全风险的科学评估，探索更广泛的问题，比如对某种技术进行研究是否能缓解削减气候排放的压力。

 

不过，在一些人看来，通过创建委员会，大学正在争先恐后地就此问题进行公众和政治辩论。“这是一个非常引入注目的机构，它决定不等待监管制度为其开绿灯，”美利坚大学碳排放法律与政策研究所联席主任Wil Burns表示。

 

从工程学角度来看，哈佛大学科研团队可以在大约半年内为首次试飞做好准备。目前的计划是从新墨西哥州的某个地方发射。不过，科学家们表示，在委员会完成审查之前，他们不会继续进行这项实验，并会留意“他们应该停止这项实验”等决定。

 

实际观测的需要

 

此次，哈佛大学科学家们正在推进的这项实验采用的是被称为“太阳能地球工程”的方法来人为地为地球降温。“太阳能地球工程”的基本理念是，人们可以用飞机、气球，甚至很长的软管将某些颗粒分散到大气中，在那里它们可以将足够的阳光反射回太空，使地球适度降温。

 

迄今为止，大多数研究都是在实验室中使用软件气候模拟或实验设计的。虽然模型显示该技术会降低气温，但有些人发现它可能会带来意想不到的环境影响，比如改变季风模式。

 

到目前为止，只有两个已知、可被视为与太阳能地球工程相关的实验在户外进行。它们分别是：2009年，俄罗斯科学家在直升机和汽车上喷洒了气溶胶颗粒，试图分析该颗粒如何对反射阳光产生影响；2011年，加州大学圣地亚哥分校的研究人员在加州海岸喷洒了烟雾和盐粒。

 

哈佛大学的这项实验首次提出是在2014年的一篇论文中。在该论文中，研究人员设计将在距离地球上空约20公里处发射一个装有螺旋桨和传感器的科学气球。该装置将释放100克至2公斤亚微米大小的碳酸钙颗粒，形成大约一公里长的羽流。然后，气球将穿过羽流，使传感器能够测量颗粒分散的范围、它们与大气中其他化合物的相互作用以及它们的反射能力等因素。

 

研究人员希望这些观测结果能有助于评估和完善气候模拟，并为正在进行的有关地球工程各种方法的可行性和风险的辩论提供信息。

 

“如果想要预测大规模的地球工程将如何破坏臭氧层，或者对流层和平流层之间的空气交换，我们需要更多的实际观测，”该项目首席研究员、化学教授Frank Keutsch在一份声明中如是说。

 

研究人员强调，该实验不会对健康或环境造成任何重大危害，因为所涉及的材料数量不会接近可测定地改变温度所需的水平。科学家们认为，事实上，这只代表了标准商业飞行中释放的颗粒的一小部分，一旦这些物质到达表面，就会稀释到无法检测到的程度。

 

种种担忧

 

但有人对哈佛大学科研团队的前进方式感到担忧。

 

“它不会带来有形的风险，但作为开发实际部署技术的第一步，它确实会带来相当大的社会和政治风险，”牛津大学物理学教授Raymond Pierrehumbert在谈到这项实验时不无担忧地说。“从如此小规模的实验中可能会得到有限的科学回报，但它主要是一种噱头，目的是为了打破僵局，让人们习惯实地试验的想法。”

 

另外，哈佛大学参与了委员会遴选的第一步：先由该校工程系主任和研究副教务长创建了一个外部遴选委员会（由来自校外的三个人组成），旨在选择委员会主席。随后，Bedsworth再选择委员会其他成员。因此，新委员会是否足够独立令人担心。

 

此前，一些研究论文曾主张设立以政府为基础的咨询委员会来监督地球工程研究。政府设立的委员会有助于解决自我选择的问题，并确保该机构至少对公众负有间接责任。

 

实际上，政府机构还没有成立这样一个组织，也没有为地球工程提供研究资金，这可能意味着公众或政界对推进实验并没有达成足够的共识。

 

“从政治的角度来看，这太不正常了，”曾担任劳伦斯·利弗莫尔国家实验室副主任、现为遴选委员会成员的Jane Long表示，他很早就致力于推动研究人员创建一个治理委员会。

 

目前，新委员会由社会科学家、法律和技术专家组成，其中包括哥伦比亚大学法学教授Michael Gerrard、忧思科学家联盟的研究员Shuchi Talati、兰德公司的首席研究员Robert Lempert等。

 

但是它不包括任何公众代表——比如来自可能进行实验的新墨西哥州，或者如Burns指出的，任何直言不讳的地球工程批评者。

 

同样值得注意的是，该委员会的每个成员都来自美国。亚利桑那州立大学社会创新未来学院兼职教员Jane Flegal此前就曾批评地球工程研究的支持者中来自发展立博体育在线:家的声音极其微弱。

 

作为这项实验的主要负责人之一，哈佛大学教授David Keith承认人们对委员会的独立性存在合理的担忧。但他表示，哈佛大学做出了真诚的努力，创建了一个与研究人员无关的不同层次的委员会。他补充说，这并不是唯一的监督形式，该研究项目还必须通过哈佛大学安全委员会、联邦航空管理局法规和《国家环境政策法案》的规定。

 

反对的风险

 

在专注于地球工程的康奈尔大学机械和航空航天工程高级助理研究员Douglas MacMartin看来，这个实验可以提供一些关于平流层碳酸钙行为和化学性质的重要科学信息。它也将有助于回答一些基本问题，即驱散一团粒子并监测其行为的难易程度。

 

但他也指出，对于资金有限的领域来说，像这样的项目是否会得到最优先考虑还不清楚。

 

在今年早些时候发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇论文中，MacMartin及其同事指出，科学家们能从计算机模拟中学到的东西只是皮毛。他说，为了更好地理解地球工程，应该首先关注现有模型中哪些不确定性是我们最需要解决的，然后利用这些问题来确定最重要和可实现的小规模户外实验。

 

不过，过快地进入实际观测可能会造成公众强烈反对的风险。MacMartin表示，哈佛大学认真对待管理问题是很重要的，但是等待一个更广泛的联邦研究项目也可以缓解一些担忧。

 

显然，地球领域仍需要做更多的建模工作。但Keith认为用直接观测来测试模拟是至关重要的，否则可能会犯错误，并以此错误为基础，最终结果将会与现实相去甚远。

 

在Keith看来，一项实验可能会引起反对，但也有可能鼓励人们更认真地对待全球变暖。毕竟，推动科学向前发展才是最重要的。因为在未来几十年里，地球工程确实有可能大幅降低气候风险。所以我们要尽可能清楚地了解它们能做什么，它们的极限是什么，以及它们可能带来的风险。■

 

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