哈佛大學的“冷卻地球計劃”：向天空噴灑化學物質，反射陽光

編者按：地球正在迅速升溫，海平面上升、沿海城市洪水氾濫、大規模移徙、死亡率上升和各種自然災害如干旱、颶風、洪水……對此，美國氣候學家試圖研究一種方法，通過向天空噴灑化學物質來反射太陽光，從而冷卻地球。本文譯自Theguardian原標題為" GIVEN A SATELLITE IMAGE, MACHINE LEARNING CREATES THE VIEW ON THE GROUND"的文章，希望對您有所啟發。

“我們認為這項計劃能夠造福於世界各地，但同時我們也承認它存在著非常現實的風險。”

在哈佛大學的實驗室裡，研究人員正試圖在試管中複製平流層（大氣層的一部分，距地球表面約6至31英里）的條件。他們的目標是想更好地理解：如果向天空噴射粒子云來暫時冷卻地球，可能會發生什麼？這是一項激進的、飽受爭議的計劃。

哈佛大學研究人員Zhen Dai 和 Marie-Anna Boggio-Pasqua 進行了一項實驗，以測試太陽地球工程的平流層非均質化學。

這個過程可能會涉及把飛機送到天空，釋放二氧化硫等化合物的粒子，這些粒子能將部分陽光反射回太空，繼而暫時為地球降溫。這並不能夠徹底解決氣候變化的問題，而只是一項無法完全預測風險的極端地球工程。但是隨著氣候的不斷變化，人們有可能在將來的某一天不得不嘗試一下這個方案。

哈佛大學太陽能地球工程研究專案總經理伊麗莎白•伯恩斯（Elizabeth Burns）表示:“我們的團隊之所以進行這項研究，是因為我們認為太陽能地球工程仍有許多不確定性，它有可能為全人類帶來好處，但也確實存在很大風險。”

在《自然氣候變化》(Nature Climate Change)雜誌的一項新研究中，來自哈佛大學(Harvard)、麻省理工學院(MIT)和普林斯頓大學(Princeton)的研究人員使用了最先進的、詳盡的計算機模型，來研究如果利用太陽能工程將全球氣溫上升減半會發生什麼。他們發現，減緩氣候變暖也會緩解颶風強度，並且有助於緩解極端降雨和農林缺水(在模型中，降雨減少了，但同時蒸發也減少了)。全球只有不到0.5%的地區可能會受到氣候變化的影響。這與之前的一些研究形成了對比，之前的研究發現，這類地球工程可能會對世界上的一些地區有利，而其他大部分地區則會受到損害。儘管如此，這項研究仍然是有侷限的，因為並沒有發現所有的潛在影響。

向天空噴灑化學物質以冷卻地球的想法並不新鮮。這和火山爆發時自然發生的過程是一樣的。1991年，皮納圖博火山（Mount Pinatubo）爆發，向大氣中噴射了數百萬噸二氧化硫，持續一年多，使地球降溫0.5攝氏度。但直到最近，研究人員才開始認真地研究如果人類也有意去做同樣的事會發生什麼。目前這仍然是一個非常小的研究領域，支援資金也相對較少，而且還有存在很多未知之處。

伯恩斯一再強調，人類的首要任務是實現零排放。她說:“太陽能地球工程不能代替減排，因為它不能解決氣候變化的根源。因此，如果我們想要實現一個穩定的氣候環境，我們就需要將排放量減少到零，最終消除大氣中過多的二氧化碳，並將其儲存在地下或其他地方。這些措施能在本質上解決氣候變化，而太陽能地球工程則不然。”

普林斯頓大學(Princeton)環境科學教授艾倫•羅博克(Alan Robock)表示：“在我們找到能迅速減少對大氣的排放，使用廉價的方法把二氧化碳分離出去的方法之前，我們只能暫時用這個方法。”羅伯克列出了這個方案的27個潛在風險，包括臭氧損耗的可能性、潛在的乾旱和太陽能發電的減少等。這篇論文只列出了6個潛在的好處，但其中有一個很重要：地表氣溫的下降可以“減少或逆轉全球變暖的負面影響，包括洪水、乾旱、強風暴、海冰融化以及海平面上升。”

哈佛大學的研究人員正在研究使用碳酸鈣(粉筆或牙膏中的顆粒成分)代替二氧化硫的可能性；二氧化硫可以加速對臭氧層的破壞，而碳酸鈣可以潛在地恢復臭氧層，並且還能避免其他一些風險。目前他們的工作主要在實驗室和計算機建模階段，團隊可能會先做一個模擬真實世界的實驗，過程是向平流層發射一個氣球，氣球會釋放出少量的碳酸鈣，然後測量光散射和大氣化學的變化。該團隊有興趣在今年進行這項實驗，但是如果沒有新建的外部獨立諮詢委員會的建議，他們恐怕不會推進這項實驗。伯恩斯說：“對我們來說，對這一問題的管理與實驗的科學目標是同樣重要的。”

太陽能地球工程的一個基本問題是誰來決定是否執行這個專案：誰有這個權利來決定這個會影響到整個星球的行為?實際執行的過程可能不算很昂貴(據估計，每年不到100億美元)，但是存在一個國家可能獨自決定單方面行動的風險。這也是這項研究如此關鍵的部分原因；我們需要更多地瞭解如果進行這項任務可能發生什麼，以及我們能否承擔後果。

伯恩斯說:“如果國際社會面臨的氣候變化影響比預期的更嚴重，那麼當人們開始談論面對這些嚴峻的問題該怎麼辦的時候，我們需要更好地瞭解太陽能地球工程可能做到什麼，或者不能做到什麼。這並不是說我們需要這種技術。相反，我希望我們永遠不需要用到這項技術，因為這是一項非常可怕的技術。但是，受到嚴重氣候變化影響的地球可能會更可怕。所以我們現在研究這項技術，可以讓我們能更好地瞭解這項技術的潛在好處和潛在風險。”

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編譯組出品。譯者：Jane，編輯：郝鵬程。