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火山灰能阻挡气候变暖的脚步吗?

来源: 中国气象报 2018年05月28日 09:18

  

中国气象报记者 刘钊

5月19日,夏威夷基拉维亚火山岩浆溢出。图片来源:美国地质调查局

“把喜马拉雅山炸开一个宽50公里的口子,让印度洋上的暖湿气流经尼泊尔吹进青藏高原,彻底改变那里的恶劣环境,把青藏高原变成另一个美丽富饶的鱼米之乡。”

葛优在《不见不散》里的这句台词,曾经给人们带来笑声。台词固然荒谬,但人们以工程手段改变自然的尝试却从未停止。1991年,菲律宾皮纳图博火山的喷发,对当地人而言无疑是一场灾难,但其在两年间导致全球平均气温下降约0.5°C的惊人影响,却也为科学家带来了以工程手段改变全球变暖的灵感。

皮纳图博火山的爆发之所以会导致降温,是因为它向大气层中注入了含硫气溶胶,这些气溶胶进入了平流层,帮助地球将更多的阳光反射出去,从而在大气层内产生冷却效应。据此,有些科学家推测,人类可以人工制造这种气溶胶,并将其播撒到大气的平流层中,达成同样的降温效果。从此,这种做法被视为地球工程的主要分支之一,被称作太阳辐射管理,在科学界热烈讨论。

这毫无疑问是个诱人的想法。减缓与适应的传统做法见效缓慢,需要全球通力合作,且始终需要调和减排与发展之间的矛盾。另一方面,气候变化取决于二氧化碳的累积总排放量,即使人类完全停止二氧化碳排放,高浓度仍将持续数十年。相比之下,工程手段可以做到立竿见影。

哈佛大学应用物理学教授大卫·凯斯(David Keith)是太阳辐射管理领域的领军人物之一,他的计划听起来有点吓人——用飞机在人们头顶喷出硫酸。但根据他本人计算,具有相当的可行性。在他的计划里,飞机需要飞到2万米高空,在那里喷出硫酸,通过对释放速度的精确控制,使硫与水蒸气结合形成硫酸盐气溶胶。这是一种直径小于1微米的颗粒,能被气流托起来,并随之散播到整个平流层。根据计算,这些气溶胶可以将1%的阳光反射回太空,以抵消温室气体带来的变暖影响。

这个计划需要消耗硫,而凯斯认为人类排放的废物就足以满足需要。他的计算显示,如果能够从2020年开始实施计划,那么抵消一半的全球变暖效应,每年需要2.5万吨硫。随着温室气体的增加,这个数字也会不断增长,到2040年每年可能需要25万吨硫,而到2070年,硫的消耗将上升到100万吨。当然,即使到2070年,这个数字与每年燃烧化石燃料排放的以千万吨计的硫相比,仍然微不足道。

听起来很美好,但太阳辐射管理这一在全人类“头上动土”的工程仍受到无数的质疑。反对者同样有着充分的理由。人类改造自然的尝试,经常伴随着预料不到的影响。就算忽视那些难以预料的负面影响,气溶胶会导致平流层臭氧的损耗,以及导致全球降水的减少和水循环的变弱也是已经被证明的后果。1991年皮纳图博火山喷发的时候,恒河的流量就曾创下最低纪录。

另一方面,有科学家担心这项工程会使人类骑虎难下。以气溶胶注入为例,它一旦开始就不能停止,否则气温会以更快的速度反弹。这样一来,即便气溶胶导致了其他危害,人类也不得不继续执行下去。哈佛大学气候模型专家彼得·欧文认为,太阳辐射管理是典型的治标不治本,因为气溶胶并不完全是二氧化碳的对立面,它仅能抵消温室气体的升温效应,温室气体的其他影响,如海洋酸化仍将继续存在。

经济学家也从自己的角度提出了风险:当人类感到有恃无恐时,会更倾向于冒险行为,就像古语所说的“善泳者溺”。如果人们认为可以通过地球工程降温,那么减排的动力就会减弱,可能会导致更多排放和更大的风险。

尽管争议巨大,但向平流层注入气溶胶的构想仍在走向现实,关于气候工程的研讨逐渐在国际间兴起。也许在不久的将来,经过审慎的试验与论证,这一由火山灰带给人类的灵感,能够成为我们对抗全球变暖的利器。

来源:中央气象台

责任编辑:安焱

 
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