科学家们警告,向地球平流层喷洒气溶胶颗粒以反射太阳光,从而降低全球变暖温度的想法听起来可能诱人,但在现实中,这种“太阳地球工程”方案存在巨大的风险和挑战。
哥伦比亚大学的气溶胶科学家 米兰达·哈克 领导的团队指出,尽管理论上 SAI(Stratospheric Aerosol Injection,平流层气溶胶注射)可能有效,但现实的后勤、工程和政治限制意味着任何尝试都必须非常谨慎。
“如果贸然实施,可能产生一系列无法预料的结果,这些风险比我们迄今意识到的要广泛得多,”大气化学家 V. Faye McNeill 警告道。
什么是平流层气溶胶注射(SAI)
SAI 的核心思想是,将气溶胶颗粒注入中层大气,让它们反射部分太阳光回太空,从而减少地球吸收的热量。这种概念部分来源于火山喷发的自然现象:火山喷发将灰烬和硫酸颗粒带入平流层,会导致地球短暂降温。
计算机模型显示,SAI 在理想条件下可以提供一定的冷却效果,但模型的假设远比现实简单。麦克尼尔指出:“模型中颗粒的尺寸和数量都是理想化的,在实际操作中,很难精确控制颗粒分布和数量。”
实施 SAI 面临的挑战
研究发现,要实现有效且安全的气溶胶注射,需要:
集中管理和国际协调
最理想的方案是由单一国际机构集中管理,以确保气溶胶释放位置合理。中纬度地区的注射可能影响极地气候,如果各国独立行动,可能导致冷却不均、效果不稳定。
选择合适的材料
虽然有人提出使用金刚石粉或锆石粉,但全球生产能力远不能满足 SAI 所需量。即使使用更常见的石灰或硫磺,也可能因需求巨大导致供应紧张。
颗粒分布和聚集问题
SAI 要求颗粒在亚微米级分布,但这些颗粒容易团聚,降低冷却效率。
长期承诺与潜在副作用
多次小规模释放比一次大规模释放更有效,但需要持续管理。过高释放高度可能削弱极地臭氧层,产生不可控的副作用。
此外,地缘政治现实使国际合作难以实现,而缺乏协调可能使局部行动产生不均衡的冷却效果。
结论
研究人员指出,在 SAI 被视为可行方案之前,还有许多技术和管理难题需要解决。正如论文所述:“如果不解决这些实际限制,SAI 的现实场景将远远落后于文献中理想化模型的预测。”
科学家们提醒,虽然太阳地球工程可能听起来像“快速解决全球变暖”的方案,但风险巨大且难以控制。在探索任何气候干预技术时,必须谨慎权衡潜在收益与不可预见的副作用。
本文译自:sciencealert ,由olaola编辑发布