太阳能地球工程是指向大气中喷洒物质,使其形成反射性气溶胶并将阳光反射回太空。
新研究显示,这或许能阻止全球气温继续升高,但未来几年局部或区域气温仍可能上升。
人们对太阳能地球工程更广泛的影响仍知之甚少,因此它可能是一种风险较高的应对全球变暖方法。
美国国家科学院、工程院和医学院建议为这一主题的进一步研究提供资金。
设想这样一个未来:尽管人们努力迅速减少温室气体排放,世界部分地区仍变得热得令人难以忍受。一些政府可能会决定通过向高层大气喷洒物质来“地球工程改造”地球,形成细小的反射性气溶胶——这一过程称为平流层气溶胶注入。
理论上,这些微小颗粒会将更多阳光反射回太空,从而减弱全球变暖的影响。一些人设想,这会产生类似火山喷发的效果,例如1991年的皮纳图博火山喷发,当时地球平均降温约半摄氏度,并持续了数月之久。然而,与那次喷发一样,其影响可能因地球表面不同地区而大相径庭。
你预计要多久才能注意到当地气温下降?一年?五年?十年?
如果你所在地区的气温似乎正在上升呢?
事实证明,这恰恰可能发生。模型研究显示,平流层气溶胶注入或许能阻止全球气温进一步上升,而我们的研究显示,未来几年局部或区域气温仍可能继续上升。公众和政策制定者必须了解这一点,以便公平地评估气候政策,并依据现有最佳科学证据加以解读。
当地气温为何仍可能继续上升
在一篇发表的文章中,我们于2022年9月27日在《美国国家科学院院刊》上探讨了地球气候的自然变率如何掩盖平流层气溶胶注入的有效性。
气候自然变率是指并非由人类驱动的气候变化,例如海洋、大气、陆地和海冰内部及彼此之间混乱且难以预测的相互作用。气候自然变率的一个例子是厄尔尼诺—南方涛动 现象。在厄尔尼诺年——或与之相反的拉尼娜年——世界许多地区的气候会比通常更暖或更冷。这些是地球气候系统中无法避免的特征。
我们研究了10项包含平流层气溶胶注入的气候模型模拟,并分析了人们可能经历的气温变化,考察时段为10年;前提是添加足够的气溶胶,将全球气温升幅限制在比工业化前水平高1.5摄氏度(2.7华氏度)以内,达到联合国《巴黎气候协定》的目标。
我们发现,即使全球平均气温下降,地球上相当大比例的人口仍可能经历持续变暖;平流层气溶胶注入开始后十年内,仍有多达55%的人口可能继续经历气温上升。
世界上一些最大、最富裕国家的部分地区也可能出现这种情况,包括美国、中国、印度和欧洲部分地区。未来有能力尝试平流层气溶胶注入的国家,恰恰可能是最有可能仍会看到气温上升的国家。
其影响仍知之甚少
人们提出了许多不同类型的太阳辐射调节方法,但大多数专家认为,平流层气溶胶注入是最有效、成本最低的方法。
基本设想是在平流层部分区域产生微小的反射性颗粒,位置约在海拔12至16英里(20至25公里)之间,高于飞机通常的飞行高度。虽然一些科幻故事提出可以用火箭来实现,但大多数专家认为,需要改装飞机才能将气溶胶送到足够高的高度,并以足够稳定的方式进行扩散。
2021年,美国国家科学院、工程院和医学院发布了一份关于太阳辐射调节的报告,其中包括平流层气溶胶注入。报告由一个气候科学家、经济学家、律师及其他人士组成的委员会撰写。该小组得出的结论是,美国应资助这一主题的研究。它提出这一建议,部分原因是人们对太阳辐射调节的影响仍知之甚少。
这种认知上的不足构成了相当大的风险,因为我们仍不知道,如果世界采取平流层气溶胶注入等策略,可能会发生什么;更不用说某个国家或组织决定自行采取这些干预措施时会怎样。
我们认为,对平流层气溶胶注入潜在影响的研究应包括考察以下方面:可能的作物产量变化、全球降雨格局的变化,或地球生物圈关键区域的变化,例如亚马逊雨林。事实是,我们并不十分清楚平流层气溶胶注入会造成什么影响——这正是这一主题的研究如此关键的原因。
减少排放是遏制气候变化的根本之举
我们要明确指出,我们并不主张实际使用平流层气溶胶注入。
避免太阳辐射调节策略(如平流层气溶胶注入)所带来不确定性,最直接的方法是解决全球变暖的根源。正如许多科学研究所记录的那样,这需要大幅减少向大气中排放二氧化碳、甲烷和其他温室气体。





