人工气候改造

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人工气候改造,或称地球工程,是指为稳定地球气候而实施的人工气候改造计划,最初源于抵御地球温室效应的设想,逐渐演变为改造地球气候问题的多种地球工程。
中文名
人工气候改造
或    称
地球工程
定    义
为稳定地球气候实施气候改造计划
起    源
抵御地球温室效应的设想

人工气候改造技术描述

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人工气候改造无数架直升机拖拽着灭火水龙带在空中盘旋。灭火水龙带另一端与抽水泵相连。地面控制台一声令下,工厂废物池中的二氧化硫喷薄而出,以每秒一万立方米的速度经由灭火水龙带喷洒至天空。不一会儿,天空就蒙上了一层红色的薄纱。地球好似戴上了一副抵御太阳光的红色墨镜,只要二氧化硫不散去,它就可做为一层屏障,抑制地球气温升高。
这可并非科幻小说中描述的场景,而是科学家们研究出的抵御温室效应的地球工程计划(Geo-engineering),也被称为人工气候改造。诺贝尔奖得主大气科学家保罗·克鲁特兹(Paul Crutzen)曾发表社论探讨过释放大量硫粒子至大气层,为地球制造一层保护膜来保证地球温度的方法的可行性。“在过去的几年里,这种说法只会出自外行的嘴里,现在类似的讨论越发多起来。”斯坦福大学卡内基学会的Ken Caldeira如此评价。
实施该工程的成本之低也是热点之一。只需一千亿美元(有些科学家甚至认为拿出该数字的百分之一即可),就可使地球气候有天翻地覆的变化,与减少碳排放等每年需投资一万亿美元的传统方式对比,该工程显然是经济且速效的。奥巴马的首席科学顾问、总统内阁成员约翰·侯德然(John Holdren)认为,在考虑气候变化应对方法时,不应该把地球工程排除在外。
地球工程的初衷即在于屏蔽阳光以达到冷却地球的效果。爱丁堡(Edinburgh)大学波-能量研究者Stephen Salter就想出了用云朵将海洋上方的天空“涂绘”成白色的方案。这一方案沿袭了美国科罗拉多州国家大气研究中心的John Latham的理论。由于云可以通过捕获从地球表面发射的长波长辐射来使星球升温,也可以通过将短波长辐射反射回太空来使星球降温,达到使地球冷却的功能,所以云是影响地球气候系统的关键因素。Stephen Salter的种云船可以被风力推动,船上的叶轮可持久旋转,将海水向上喷洒至可被云朵吸收的高度,使云朵更加密集丰满,达到屏蔽阳光的效果。这种方法产生的直接效果是海洋表面的局部降温。不过,海洋的巨大热容量以及海洋中的气流使得局部降温这种初始效果最终扩散到全球范围。据预计,制造300艘种云船需6亿美元,每年另需1亿美元来维持种云船的运作。这样,就足以将地球气候倒转至18世纪末十九世纪初的水平。

人工气候改造研究历史

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人工喷射大量硫粒子至大气层,制造一层隔热保护膜冷却地球。 自2009年过去20年间,科学界涌现出多种地球工程计划。除了在大气层释放二氧化硫或其他化学物质将太阳光反射至外太空之外,还有科学家提议将镜子送入地球轨道,为地球挡住太阳光。20世纪90年代,氢弹的发明者爱德华兹·泰勒还提议将反射性金属微粒推入大气层。
诺贝尔化学奖得主保罗·克鲁岑和诺贝尔经济学奖得主托马斯·谢林是人工改造气候计划的主要推动者。
而奥巴马的科学顾问、哈佛大学教授约翰·霍尔德伦2009年6月在接受采访时也表示,白宫已经开始对地球工程进行论证。此外,美国国家科学院将地球工程列入其对付气候挑战项目的首个工作坊内容,并定于2009年6月份敲定细则。
英国议会也在讨论这一观念。而英国皇家协会已经先行一步,开始着手研究选择哪种地球工程最为有效。2009年3月份在哥本哈根举行的国际气候科学家会议上,有15个演讲是跟地球工程有关的。
支持地球工程的最响亮的论据就是温室气体减排的方案失败了。没有一个国家二氧化碳排放量能够达到《京都议定书》的目标。而像中国和美国这两个温室气体排放大国都还没有加入《京都议定书》。[1]

人工气候改造后果猜想

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超级太空镜反射反射阳光使地球降温如果地球工程成为地球气候变化的“最终解决方案”,结果是悲是喜,也是无法预料的。首先,当人们知道用“地球工程”的手段可以扭转乾坤时,他们就会不再在减排方面投入足够的精力。这将引起经济学家口中的“道德危机”。其次,鉴于其成本低,一个国家甚至福布斯排行榜上的一个富豪即可凭一己之力将之付诸实践。而地球工程尚属未被正名的阶段。因此,盲目实施“环保行为“可能会带来灾难性的后果。所以,将地球工程交付给合法的国际组织研究,并对其进行更全面的完善和评估。

人工气候改造积极的结果

环境科学家David Keith对此的观点是:其一,不去减排,而直接采取人工改造气候的措施,因为这样做非常廉价。只需要0.001%的GDP投入,就已经有可能制造出一个新的冰河时期。其二,假如人们不搞“地球工程”,只是从现在起致力于减排。可是不知道该以何种速度实施减排,也不知气候变化去到何种地步时将变得使我们无法承受。也许等到二氧化碳开始下降的那一刻,已有许多大城市已经淹没于海底。

人工气候改造反作用效果

有科学家批评,采用反射太阳光的地球工程会带来许多副作用。其一就是二氧化硫会破坏大气中的臭氧层,令生活在南半球的人们暴露在紫外线的照射之下。
一些科学家担忧的最大的破坏性副作用是政治上的。如果各国发现能够通过其他途径为地球降温,努力减排的政治动力就会变弱。如果利用地球工程使地球降温,但是人类活动继续毫无节制地排放二氧化碳,那么降温的效果也不会明显。而且一旦这一降温工程出于各种原因突然被人为中止,那么全球变暖的问题不但不能解决反倒会加剧。
同时,也有科学家担心,由于人工降温的地球工程的成本较低,一些国家在不仔细考虑其副作用等后果的情况下会像军备竞赛般贸然使用,从而造成更多的国际紧张局势以及带来其他不能预见的问题。

人工气候改造项目实施

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喷雾船队的工作示意图一些科学家构想,在未来地球环境发生不可逆转的恶化时,这些“地球工程”项目可以成为修复地球的重要方案。据了解,德国在制订21世纪前15年的超大型研究计划时,其“地球工程”的研究预算经费已经高达3.5亿美元左右。
据悉,目前(2010年)有不少国家正在积极研究缓解全球变暖的“地球工程”,即通过超大规模的工程手段改变地球环境﹑遏制地球变暖及海平面上升趋势的一些工程项目。
2010年10月,北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院的研究结果给这些方案浇了一瓢凉水。该院2009年4月任命的首席科学家、国际著名古气候学家、中央吸引海外高层次人才的“千人计划”入选者、英国籍教授约翰·摩尔[经济学家]刊载于《美国科学院院刊》的研究指出:地球工程并不能抑制由全球气候变暖造成的海平面上升。
约翰·摩尔检验了两种最重要的地球工程方案,即在空间放置反光板和向空中释放二氧化硫用以反射阳光的做法,此前的研究表明,这两种方案都能使地球上每平方米减少吸收1—4瓦特的太阳辐射。
约翰·摩尔在通过能够模拟海平面变化趋势的计算机模型中得出的结论是,采用这两种方案,到2100年,海平面仍然会上升61厘米,而如果不采取任何手段,海平面将上升1米。这意味着,通过“地球工程”方案,海平面高度将减少约39厘米。而且,“地球工程”一旦启动,就必须继续下去,否则海平面高度会迅速反弹。
目前,海平面上升被认为是全球气候变暖可能带来的最大威胁之一,因为全球气候变暖造成了冰川融化和海温上升,而冰川融化使更多的水流入海中,海温上升会使海水体积变大,这些最终都将导致海平面上升,这将危及目前生活在涨潮时距海平面高度1米之内的1.5 亿人的生活,印度洋上的马尔代夫、太平洋上的瑙鲁、基里巴斯等一些低海拔岛国将不得不面临消失的危险。另外,一些海洋沿岸的国际知名城市,比如纽约、上海、威尼斯也将会变得岌岌可危。

人工气候改造实施难度

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这些工程项目规模宏大,耗费巨大,实际实施起来,其花费更会远远超出人类的想象。
词条标签:
自然 科技 理学