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给地球加个罩子,就能缓解气候变暖吗?

科技日报 2018-08-16 作者:代小佩

  今年入夏以来,极端高温天气席卷全球,北极圈也陷入“瘫痪”,“32℃北极圈,无家可归的北极熊面临灭顶之灾”一度刷屏,全球变暖问题再一次向人类发出挑战。其实,为应对气候变化,科学家们早已提出各种“改造”地球的工程,其中就包括“平流层纱罩”概念。

  但是,美国加州大学伯克利分校研究人员乔纳森·普拉克特及其同事,近日在英国《自然》杂志发表论文表示,他们通过数据分析及对地球系统建模发现,向平流层注入气溶胶对作物产量的影响很可能好坏相抵,并不能缓解气候变化对全球农业构成的威胁。向平流层注入气溶胶如何影响气候变化?为了应对气候变暖,科学家们还提出了哪些地球工程?

  用气溶胶“挡”住太阳光?可能性太小

  “平流层纱罩”地球工程概念,指的是通过人工方式将气溶胶注入平流层,以减少到达地球的太阳光量,抵御气候变化的影响。

  “气溶胶是一个体系,包含气体、液体、固体,其概念并不明确。通常用粒径较小的颗粒物来指称气溶胶,其成分包含三类,第一类是地壳类硅铝钙等元素,第二类是离子成分,比如硫酸盐、硝酸盐、氯盐等。第三类是包括有机碳和元素碳等的含碳成分。”国家环境保护城市环境颗粒物污染防治重点实验室主任冯银厂在接受科技日报记者采访时表示,大气气溶胶有人为源和自然源,大部分气溶胶都是人为源。

  气溶胶的自然来源主要是海洋、土壤和生物圈以及火山等,而人为源为化学制品、纸浆和造纸、化肥、农业作物等。需要注意的是,气溶胶作为载体,携带着病毒等对人体健康有害的物质。

  冯银厂向记者解释道,元素碳在气溶胶影响气候变化的过程中作用较大,有些有机物比如硫酸盐等会影响光的辐射、散射,或是对光进行吸收。据悉,黑碳气溶胶对可见光和部分红外光谱有很强的吸收能力,它在大气中的各种化学和光化学反应、非均相反应以及气粒转化过程中起着重要作用。

  中科院大气物理研究所刘强等研究人员指出,气溶胶对气候的影响可分为直接影响和间接影响两大方面。直接影响指大气中的气溶胶粒子吸收和散射太阳辐射和地面辐射出的长波辐射,从而影响地球与大气间的辐射平衡。间接影响是指气溶胶浓度变化会影响云层,而云层变化反过来影响气候。

  武汉大学环境工程系王祖武教授对记者表示:“实际上气溶胶影响的是能见度,它形成灰霾后折射或反射太阳光。另外,它相当于凝结核,水汽聚集在凝结核上,影响云层和降雨。跟温室气体的效应正好相反,气溶胶好比制冷剂,能导致地面温度降低。不过,大气环境复杂,不能说只靠单一的气溶胶就能影响气候变化。”

  既然气溶胶能影响气候,向大气中注入气溶胶能否缓解气候变化呢?“给地球加一个罩子,让紫外线少进来?我觉得这个可能性太小了。怎么把颗粒物弄上去呢?不考虑返流的问题吗?我们在治理颗粒物,要把空气中的污染颗粒物弄少点,它这是又把颗粒物弄到高空?”冯银厂对平流层纱罩的可行性持怀疑态度。

  应对气候变化,还有这些地球工程

  向平流层注入气溶胶、搭建空间反光镜、制作太阳伞、向海洋中施加铁元素……这些“修补”地球的行为统称为“地球工程”,旨在通过工程和技术手段对气候状况加以干预,从而应对气候变化带来的全球升温问题。

  据资料显示,联合国政府间气候变化专门委员会将地球工程分为两种类型。第一种类型是碳移除地球工程,通过植树造林、土壤固碳、生物质碳捕获等各种碳捕获、封存和转化技术,降低大气中的温室气体浓度。碳去除地球工程最典型的是海洋施肥,比如向海洋中施加铁元素或是氮、磷等营养元素,也有人提出将深层海水抽到表层,向海洋表层提供营养元素,同时加快将表层碳固定到海底的速率。

  第二种类型是太阳辐射管理地球工程,是通过影响进入到大气层的太阳辐射,为地球“直接降温”。主要是通过增加反照率,把一些太阳光散射回太空,从而减少地球吸收的短波辐射,降低地球变暖的速率。比如人为在平流层注入气溶胶、亮化增白大气中的云层、屋顶刷白、沙漠绿化、在地球大气层中设置太空反射镜等。

  据中国气象局发展研究中心助理研究员孔锋分析,近十年的地球工程研究虽然取得一些进展,但还是相对薄弱,未得到地球系统多模式集合的验证,且实施效果具有高度不确定性,可能带来高风险。

  但中国气象科学研究院车慧正研究员对记者称,应对气候变化最主要的还是控制人为排放。王祖武也认为温室气体减排才是切实可行的应对气候变化的措施,现在已经提出了较多碳减排、碳交易的措施。

  “应对气候变化最重要的还是减排,二氧化碳那么多,能不升温吗?我觉得减排最可行,其他工程的可操作性还需要考虑。”冯银厂说。

责任编辑:王超

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