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解决气候问题,竟然要从地球本身入手?比如……来一场全球风暴?

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如果你玩过《红色警戒》的话,一定不会对盟军的超级武器“闪电风暴”陌生,作为一个可以自由控制天气的装置,一直是各类虚构作品的最爱。本月27号要上映的《全球风暴》也说了个类似能控制天气最终导致大灾难的事情,那么,我们到底能不能控制天气呢?

气候问题影响着我们每一个人的生活,全球的气温整体也在呈变暖的趋势。科学界对此已经达成了共识,但民间还是存在着很多争议。就拿大明湖畔的美国总统川普举例好了,前段时间斩钉截铁要退出旨在遏制全球变暖趋势的《巴黎协定》,语气坚定,冷酷无情,不带一丝余地,然而在白宫之后的声明里,又出现了这样的一段话:

“The United States is withdrawing unless we can re-enter on terms that are more favorable to our country.”

(美国会撤出巴黎协定,除非有更有利于美国的条款出现。)

“气候变化?不存在的!”“……那为啥要改口风说项目有利就不退出咯?”

这种耍无赖的态度,跟小学生吵架之后把课桌上的三八线画了又擦的画风简直如出一辙。然而不管川普团队有多么不靠谱,该面对的气候问题还是得面对,而且可能要比我们想象中的要麻烦得多。就算每个加入《巴黎协定》的国家都遵守承诺严格节能减排,他们还是无法实现自己的“KPI”:按照《巴黎协定》所明确的目标,这些国家要把全球平均气温升幅控制在工业革命前水平以上低于2℃之内,并努力将气温升幅限制在工业化前水平以上1.5℃之内。如果有突发情况(比如战争)出现,任务就变得更加艰巨了一些。总之一句话概括——该搞不定的还是搞不定,只不过美国的退出会让形式更严峻一些罢了。


那咋整?人类总不能坐以待毙吧?真的要被温室效应搞到活活热死吗?!

没错,办法总比问题多。面对日益严峻的气候问题,一门名叫“地球工程学”(geoengineering)的新学科,就这样诞生了。


一、地球工程:改变人类,不如干预地球

听到“地球工程”几个字,是不是感觉有点心虚?听说过通信工程、土木工程、网络工程,地球工程这个名号未免也太大了点。莫非……这次是要对地球动手脚了?

你没猜错!这就是这门新兴学科的真·终极奥义!地球工程学也叫气候工程学(Climate engineering),是一种对整个地球的气候系统进行人为大规模干预的手段,旨在应对气候变化所带来的不利影响。就目前而言,地球工程主要从两个大方向入手:除去大气中的二氧化碳含量(Carbon Dioxide Removal,aka CDR),和减少太阳光辐射所带来的热量(Solar Radiation Management, aka SRM)。

这两项工程中的哪一项,单拎出来名号都是响当当,给人一种“卧槽这事儿搞砸了感觉地球就要毁了”的感受,但其实原理也并没有非常复杂。SRM技术的终极目标其实很简单,就是要把一部分太阳光反射走,让地球少受点热辐射。啥?你问如何实现?牛津大学的地球工程项目里给出了这样几种酷炫到没朋友的方式,包括——

提升云层或地表面的反射能力好让太阳光从哪儿来回哪儿去!

在一小部分太阳光到达地球之前把它们围追堵截!

在高层大气里引入有反射能力的小颗粒让它们把太阳光反射走!

图片来源:Al Jazeera

嗯总之,听上去就特别像疯狂怪博士会做的事情……

CDR就更有趣了,从大气中除去二氧化碳相当于直接逮捕了温室效应和海洋酸化的罪魁祸首。而且这项工程必须在全球范围内大规模实施,才能显著影响大气中的二氧化碳含量。嗯比如,将大量会与二氧化碳反应的矿物暴露在空气中,把(不会造成污染的)反应物存储在土壤或海洋里、直接建造大型仪器,让它们把大气中的二氧化碳吸走,然后找个地方存起来、或是全球范围内植树造林,让森林母亲帮我们解决掉多余的二氧化碳。

听上去就像洋葱新闻对不对?但这可都是科学家们冥思苦想之后正儿八经提出来的解决方案。全球变暖问题有多严峻,也就由此可见一斑了。

图片来源:Visual representation of proposed geoengineering techniques (New Scientist, 2009)


二、工程太大,花钱太多,地球工程面临重重窘境

单纯是听起来就觉得夸张到不行,操作起来当然是难度大过天。先从减少二氧化碳含量说起,这项工程已经让研究者们抓耳挠腮很多年了。无论是植树造林还是用矿物质进行化学反应,小范围实施起来问题都不大,但想要全球范围内大规模动工,根本是一件不可能的事情。贵得要死、耗能巨大,而且根本没人知道该怎么真正意义上实施项目:给整个世界的一半地表面都种上树?抽走大气层里一部分二氧化碳然后把它们用气泵打进地下?科幻片里都不敢这么演啊!

目前来讲,遏制太阳辐射带来的热量是一个更为可行的方案。马克斯·普朗克气象学研究所的科学家尤里卡·尼迈耶(Ulrike Niemeier)表示,硫注射(sulfur injections)是最可能有效的一种方式,硫能够散射太阳辐射,并将其反射回太空。这个思路源自对火山爆发现象的观察,在火山喷发时,大量二氧化硫被喷射进了平流层,引发了临时性的全球变冷事件。

火山喷发 图片来源:YouTube

如果人为实施的话,就用飞机把硫再喷射进平流层就行。当然了,问题还是摆在眼前:想要冷却1℃,一天就要飞机飞6700次,一年下来就是200亿美元。归根结底四个字:量大烧钱。所以目前都只能停留在空想阶段。

鉴于硫注射项目实在是无法投入应用,实际效果也还是一个大大的未知数。不过基于目前研究者根据建模得出的结论,如果我们在2040年开始义无反顾地往平流层喷硫,我们控制地表温度所能达到的成果,和不喷洒相比,要足足提前了160年。但对于我们来说,这也是13年之后要考虑的事情了。

图片来源:Visual representation of proposed geoengineering techniques (New Scientist, 2009)


三、争议与担忧:是救命稻草,还是蝴蝶的翅膀?

如果南美洲一只蝴蝶的振翅,都可能引发北美的一次龙卷风,那对地球自然系统如此大规模的人为干预会带来什么,任谁都不敢妄下定论。这也让地球工程学在科学界引发了巨大的争议和讨论。地球是一个十分庞大且复杂的生态系统,用简单粗暴的手段来应对全球所面对的气候问题,无疑要承担极其巨大的风险。对于科学家来说,他们要面对太多未知与挑战。温度突然降低可能会导致全球各个地方的气候变得稀奇古怪,在皮纳图博火山喷发后,世界上一些地区的降雨量就急剧地下降了。如果全球范围内实施的地球工程注定要让某些地区的人牺牲自己原本非常宜居的家园,以惠及地球上的其他居民,会引发怎样的后果?大规模迁徙?战争?或是这些国家或地区擅自进行的地球工程活动?这一切都不可想象。然而这也只是地球工程所要面临的全部问题的冰山一角。

地球工程的实施困难重重,全球气候问题又是摆在面前不得不解决的难题。矛盾摆在眼前,我们只能期待科学技术的进一步发展。或许未来有一天,我们的气象卫星不止可以预报天气,它们可以帮助人们调节气候水平,让干旱的地方下雨,让潮湿的地方放晴。地球工程学会不会向着这样的方向发展尚未可知,但这些大胆的猜想和假设,在电影的世界里都可以提前呈现。10月27日,你们老公吴彦祖出演的电影《全球风暴》大概就给出了一个好莱坞导演眼中的地球工程,至于跟现在我们已经在用的方法对比……啧啧,肯定在视觉上要强多啦!

——————————————————————————————

参考资料:

https://www.wired.com/story/lets-talk-geoengineering/

https://www.vox.com/energy-and-environment/2017/9/19/16331470/rumors-trump-paris-climate-agreement

https://en.wikipedia.org/wiki/Climate_engineering

https://en.wikipedia.org/wiki/Paris_Agreement

http://www.geoengineering.ox.ac.uk/what-is-geoengineering/what-is-geoengineering/

http://www.popularmechanics.com/science/environment/a1652/4216744/

https://www.ft.com/content/6a6326fc-945b-11e6-a1dc-bdf38d484582?mhq5j=e6

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发表评论 1

评论 (25) 只看楼主

热门评论

  • 2017-10-14 10:51 scmccr 只看Ta

    才200亿美元就能降低全球气温1°C?简直便宜的难以置信啊。我们用在节能减排上面的花费远远不止这个数。如果真是这样的话气候问题可以算是解决了。

    [8] |
  • 2017-10-13 14:14 蒙面超人 只看Ta
    如果人为实施的话,就用飞机把硫再喷射进平流层就行。当然了,问题还是摆在眼前:想要冷却1℃,一天就要飞机飞6700次,一年下来就是200亿美元。归根结底四个字:量大烧钱。

    我们坐的民航飞机,不算起飞降落,只算平稳飞行阶段,大约飞行1公里会产生30Kg的二氧化碳。

    你这个冷却1℃,不知道飞机要多产生多少二氧化碳

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  • 2017-10-13 18:43 一瓶苏打水 只看Ta

    还是种树比较现实

    [5] |

全部评论

  • 1楼
    2017-10-13 14:14 蒙面超人 只看Ta
    如果人为实施的话,就用飞机把硫再喷射进平流层就行。当然了,问题还是摆在眼前:想要冷却1℃,一天就要飞机飞6700次,一年下来就是200亿美元。归根结底四个字:量大烧钱。

    我们坐的民航飞机,不算起飞降落,只算平稳飞行阶段,大约飞行1公里会产生30Kg的二氧化碳。

    你这个冷却1℃,不知道飞机要多产生多少二氧化碳

    [6] |
  • 2楼
    2017-10-13 15:02 可心树懒 只看Ta

    我们现在的气候预报,还不是十分的准确。如果有发现的话,我想除了很高文化知识,还需要很贵仪器。手艺精,家伙妙。一样少不了。

    来自果壳网移动版
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  • 3楼
    2017-10-13 15:18 36Kr派来的 只看Ta

    我读书少,你不要骗我

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  • 4楼
    2017-10-13 15:49 Beard55 只看Ta

    制造病毒让人类数量减少到目前十分之一那么多就啥问题也木有了

    来自果壳网移动版
    [1] |
  • 5楼
    2017-10-13 18:43 一瓶苏打水 只看Ta

    还是种树比较现实

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  • 6楼
    2017-10-14 09:17 弈墨 只看Ta

    其实。。。

    有没有只消耗二氧化碳的玩意儿啊

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  • 7楼
    2017-10-14 10:51 scmccr 只看Ta

    才200亿美元就能降低全球气温1°C?简直便宜的难以置信啊。我们用在节能减排上面的花费远远不止这个数。如果真是这样的话气候问题可以算是解决了。

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  • 8楼
    2017-10-14 21:34 蒙面超人 只看Ta

    身处小冰河期的末期,却想着阻止温度上升……

    吃饱了撑的!

    说起来,温度上升些反而是好事!至少粮食产量会更高!

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  • 9楼
    2017-10-14 23:14 我不是人我是亻 只看Ta
    引用@蒙面超人 的话:身处小冰河期的末期,却想着阻止温度上升……吃饱了撑的!说起来,温度上升些反而是好事!至少粮食产量会更高!

    小冰河期末期……天年……

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  • 10楼
    2017-10-15 12:55 拼音佳佳2 只看Ta

    出台一项法案,在没一架客机上都携带喷洒装置,升到1万米高空就开始散布.

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  • 11楼
    2017-10-16 20:17 xyfd 只看Ta

    就不提一下酸雨吗

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  • 12楼
    2017-10-16 22:02 不靠谱的人 只看Ta

    适者存,不适者亡。人为的调节那有天工之完美,一步出错只会让灾难提前到来。如果相信史前文明的存在,他们的灭绝也许就是他们挑战自然的苦果。几百年来,高科技的突飞猛进已经让人类处于颠峰的生存环境,也已步入无法自制的恶性竞技状态中,如此下去,真是步步惊心。

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  • 14楼
    2017-10-17 08:48 一半冰山 只看Ta

    以前听说过一个做法是在热带海域撒铁粉或者铁盐,给浮游藻类补充营养,让它们大量繁殖吸收更多的CO2,据说还在小范围实验过,效果还不错

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  • 15楼
    2017-10-17 10:00 没理想的咸鱼 只看Ta

    制造一场全球范围的闪电风暴(红警里的效果),消灭掉大部分的人类设备就能快速解决了,滑稽

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  • 16楼
    2017-10-17 11:26 ykokia 只看Ta

    植树吧,,造其他玩意儿又得产生更多C

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  • 17楼
    2017-10-17 12:00 简尚风拾 只看Ta

    等地球上只有一个国家了就比较容易搞了。

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  • 18楼
    2017-10-17 14:28 天降龙虾 只看Ta

    坐等超级火山喷发吧。。。

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  • 19楼
    2017-10-17 17:00 水晶crystal 只看Ta

    酸雨比二氧化碳危害不是更大?

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  • 20楼
    2017-10-22 23:35 雅西学姐 只看Ta

    哎,怎么说你们好呢。人类啊,就不能有一点耐性吗?看完有种想要骂街的冲动

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  • 21楼
    2017-10-22 23:37 雅西学姐 只看Ta

    尊重自然

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  • 22楼
    2017-10-23 07:58 行者.J 只看Ta
    引用@scmccr 的话: 才200亿美元就能降低全球气温1°C?简直便宜的难以置信啊。我们用在节能减排上面的花费远远不止这个数。如果真是这样的话气候问题可以算是解决了。

    文中是一年两百亿…

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  • 23楼
    2017-10-23 20:37 游骑103 只看Ta

    下降一度是区域性的还是全球范围内么?硫如果大量喷射会带来什么其他后果么?200亿美金够便宜了!!!!

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  • 27楼
    2017-10-27 09:42 阳光lemon_ 只看Ta

    重点全球风暴,次重点地球工程。备注:是13年?不是23年?逐年提前?

    [0] |
  • 29楼
    昨天18:44 疑惑1234 只看Ta

    人类往往认为自己很聪明,以为找到了地球变暖的原因,认为气候变暖后对我们只有坏处。然后拼命的去干预,可事实呢?那些被引进生物却泛滥成灾的事例还少吗?建大坝带来的副作用还少吗。人工降雨带来的水资源分布改变而产生的后果还少吗?自大上人类,终将害死自己。

    [0] |

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