“地球工程 应对全球变暖最后的猛药”

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向平流层注入气溶胶传播

房间反射镜

太阳伞

向海洋中添加铁元素

温室气体引起的全球变暖已成为当今世界各国面临的严峻挑战之一。 在这种背景下，《地球工程》作为应对全球变暖提出的最直接的人为气候管理手段，在国际气候谈判中受到更多的提及和关注。

那么，“地球工程学”到底是什么呢？ 有什么作用？ 为什么越来越成为国际谈判的宠儿？

1 .什么是地球工程？

“地球工程”又称气候工程，是指人类为了应对全球变暖及其影响，根据认识水平和相应的能力，从工程和技术手段上在较大尺度范围内调节或修正气候状况的各种努力和行为。 地球工程学”的定位是缓和和适应气候变化困难时的应急措施，其目标是应对气候变化引起的地球变暖问题。

“地球工程”的想法由来已久。 20世纪60年代，美国总统科学顾问委员会在《恢复我们的环境质量》报告中提出二氧化碳排放量正在改变我们居住的房子，认真探索人工干预对抗气候变化的可能性，每年消耗50亿美元在热带地区部署反射性材料，增加云层等手段 这是世界上首次正式应对气候变化的研究报告，也是政府层面首次提出的大规模人为干预的构想。 但是，“地球工程”的概念由英国皇家学会提出，直到2009年，提出了在此之前经历了多年快速发展的培养过程。 荷兰大气化学家保罗·约瑟夫·克鲁岑解释说，氮氧化物会加速分解“大气平流层中保护地球免受太阳紫外线侵害的臭氧”，获得1995年诺贝尔化学奖。 在此基础上，库尔岑提出了地球环境不断受到人类活动影响的新地质时代“人类世”的概念，并在此基础上提出了在全球变暖背景下向大气平流层注入气溶胶传播以应对全球变暖的构想，进入21世纪后，地球工程学展开了应对全球变暖的巨大争论。

“地球工程学”的热议与21世纪全球变暖的严峻挑战分不开。 随着全球变暖的持续，联合国政府间气候变化专门委员会( ipcc )于年初召开了以“地球工程”为主题的会议，ipcc的第四次和第五次判断报告中也开始关注地球工程的副本，讨论应对气候变化中的地球工程的技术和治理问题。

2 .“地球工程”的两种主要类型

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。

第一种类型是除碳地球工程，其首要原理和途径是通过造林、土壤固碳、生物质碳捕获、土地利用管理、岩石圈和海洋碳封存等各种碳捕获、封存和转换技术降低大气中的温室气体浓度。

除碳地球工程最典型的是海洋施肥。 第一，向海洋中添加铁元素，促进浮游生物的大量生长，提高固定二氧化碳的能力。 二是向海洋中添加氮、磷等营养元素，加速浮游生物的代谢过程，加速二氧化碳在海底沉淀的速度；三是向表层引出深层海水，向海洋表层提供营养元素，加快表层碳固定在海底的速度。 20世纪90年代以来，全世界至少进行了13次大规模海洋施肥实验，海域超过1400平方公里，参加的国家有美国、加拿大、澳大利亚、英国、法国、巴西、墨西哥、日本、菲律宾、荷兰、中国等

第二种类型是太阳辐射管理地球工程，通过影响进入大气层的太阳辐射，为地球“直接降温”。 其首要原理和路径是通过增加反射率，使太阳光稍微散射后返回太空，从而减少地球吸收的短波辐射，降低全球变暖的速度。 例如向大气中的平流层人工注入气溶胶，使增白大气中的云变亮，使屋顶变白，绿化沙漠，在地球大气中设置太空反射镜。

1991年，菲律宾吕宋岛皮纳图博火山爆发，大量火山灰进入大气平流层，近2000万吨二氧化硫和水滴混合形成气态反射镜，在高空停留2年，反射太阳光返回太空 1991年至1991年间到达地球表面的太阳辐射超过10%的平流层注入气溶胶是抑制全球变暖最快的方法之一，但也是最危险的方法，一旦开始施工，地球气候模型将受到很大的影响。

3 .“地球工程”的研究充满争议

欧美一国已经率先开展了地球工程的相关研究，但由于地球工程措施过于激进，科学界对地球工程的“副作用”存在着诸多争议。 例如，太阳辐射管理地球工程破坏了地区的气候模型和季风系统，对于以可预测的季节周期执行农业等任务的部门来说是个棘手的问题。

例如，研究表明，从-2070年开始，每年在赤道上空喷洒500万吨二氧化硫，南北半球将均匀覆盖硫酸云，地球气温将下降约1℃。 如果这项工程实施后突然停止，气温将以实施前的10倍速度恢复，许多生物将因环境变化而难以适应。 在温带草原和森林地带，气温和降雨量分布严重的不协和音使生物适应。 另外，由于地球工程的实施，热带太平洋的水温上升，发生厄尔尼诺现象，有可能会给南美带来干旱。

4 .全球变暖对策最后的救命稻草

年12月12日，巴黎气候变化大会通过《巴黎协定》，确立了“努力将地球平均气温控制在工业化前的水平2℃以内，将温度控制在1.5以内”的温控目标。 目前世界地表平均气温上升约0.85度，在这种形势下，实现巴黎协定明确的温控目标的挑战非常严峻。

地球工程是一个极具争议的行业，但近年来，科学界开始改变“地球工程是研究禁忌”的看法。 目前，国际上主要的研究机构开始参与地球工程的研究，迅速发展相互配合的研究计划，从理论上深化地球工程在应对地球气候变化中的作用和可能的影响。 近10年地球工程研究取得了一些进展，但地球工程研究还比较薄弱，尚未得到地球系统多模态集合的验证，实施效果具有高度的不确定性，可能带来较高的风险。 这一系列问题还没有统一科学的答案。 因此，目前的认知并不支持将来能否实施地球工程的决定。

如果全球变暖没有得到比较有效的抑制，超过4℃，气候系统将接近气候变暖不可逆转的“临界点”，在这种情况下，太阳辐射管理地球工程将成为短时间、低价、紧急的地球比较有效降温的“最后猛药”。

5 .我国也在开展“地球工程”研究项目

年，我国启动了关于“地球工程”的头五年国家重大科学研究计划“地球工程综合影响评价和国际治理研究”。 这个项目的设立有助于提高中国在“地球工程”研究行业的理论水平和科学认知。

中国气象局孔锋等在《灾害学》杂志上发表的最新研究成果表明，“地球工程”对中国极端降雨强度的影响系统解体后，地球工程将增加中国整体极端降雨，增强极端降雨空之间的异质性。

孔锋等人前期的研究成果表明，在目前《地球工程模型比较计划》模型设定的地球工程实施当量中，大气物理环境的“自恢复能力”仍占主导地位。 地球工程对气候的人为扰动将随着时间的推移逐渐“平整”，使地球工程实施完毕后原有的气候结构不会发生根本性的变化。 这个结论支持了年ipcc第5次气候变动判断报告书第3事业集团关于日照管理地球工学的判断结论。 孔锋

来源：人民视窗网