腦洞大開的“地球降溫工程”

李偉

火山噴發(fā)出的硫酸鹽顆粒能反射太陽光

高桅船只收集鹽粒子噴向空中

飛機(jī)可將硫酸鹽噴灑到平流層

要扭轉(zhuǎn)溫室氣體導(dǎo)致的氣候變化，難度很大，除了大幅降低碳排放以外，尋找新的解決方案刻不容緩。一些堪稱腦洞大開的計(jì)劃被科學(xué)家提上議事日程，統(tǒng)稱為“地球降溫工程”。

全球首個“氣候修復(fù)中心”

“地球降溫工程”的核心是影響氣候，一度被視為“科幻小說中的計(jì)劃”。早期的一些研究比較激進(jìn)，可行性較小。如今，相關(guān)技術(shù)越來越成熟，而氣候形勢變得越來越嚴(yán)峻。有科學(xué)家預(yù)警，大氣中二氧化碳的濃度持續(xù)激增，要扭轉(zhuǎn)溫室氣體導(dǎo)致的氣候變化難度很大。在全球范圍內(nèi)，越來越多的科學(xué)家投身于“地球降溫工程”，試圖阻止即將失控的氣候變化。

“我們的時間十分緊迫?！薄暗厍蚪禍毓こ獭背珜?dǎo)者之一、曾為英國政府服務(wù)的科學(xué)家戴維·金表示，“我們在未來10年內(nèi)的行動，將決定人類未來1萬年的命運(yùn)?！?/p>

戴維·金曾參與促成《巴黎氣候協(xié)定》的簽署，但他認(rèn)為，僅靠減少溫室氣體排放難以避免氣候?yàn)?zāi)難。他在英國劍橋大學(xué)籌建了全球首個“氣候修復(fù)中心”，研究一系列腦洞大開的計(jì)劃，包括限制太陽輻射進(jìn)入低層大氣，以達(dá)到降低地球溫度的效果。有研究人員建議在全球海洋中投放多達(dá)數(shù)十億個白色漂浮物，例如高爾夫球，用于反射太陽光；利用高桅船只收集海洋中的鹽粒子，再將其投送到極地上空的云層中，使云層更加明亮，反射太陽光，從而為快速變暖的極地區(qū)域降溫。

美國也在從事這方面的研究。美國國家科學(xué)院啟動了關(guān)于陽光反射技術(shù)的研究，評估其可行性、風(fēng)險以及管理模式。美國國家科學(xué)院院長麥克努特表示：“我們沒有多少時間來緩解災(zāi)難性的氣候變化了，一些新的干預(yù)措施未來可能被納入考量?！?/p>

美國國家科學(xué)院的“海洋云層光明計(jì)劃”，與英國“氣候修復(fù)中心”的研究異曲同工——設(shè)法將海鹽噴灑到云層中，將更多的陽光反射回太空。

此外，美國國家科學(xué)院還研究在海洋中增加鐵元素，以促進(jìn)吸收二氧化碳的藻類生長。理論上，鐵元素能讓藻類蓬勃生長，使其從水中吸收更多的二氧化碳。但也有人擔(dān)心，藻類的大量繁殖會對海洋食物鏈造成影響。還有人質(zhì)疑，讓個別海域增強(qiáng)吸收二氧化碳的能力，對于全球海洋的吸碳能力會產(chǎn)生影響嗎？

每年出動6萬架次飛機(jī)

截至目前，最詳細(xì)的“地球降溫工程”計(jì)劃是美國哈佛大學(xué)提出的。該大學(xué)的“太陽地球工程研究項(xiàng)目”執(zhí)行主任瓦格納公布了計(jì)劃：為應(yīng)對全球變暖，滿載硫酸鹽粒子的飛機(jī)將從世界各地的機(jī)場起飛。飛機(jī)飛到近2萬米的高空，將裝載物噴灑到平流層。

按照該計(jì)劃，第一年將有4000架次飛行，第二年為8000架次，第三年達(dá)到1.2萬架次。15年后，“高空艦隊(duì)”將攜帶硫酸鹽，每年進(jìn)行多達(dá)6萬架次的飛行。

飛機(jī)攜帶的硫酸鹽粒子與火山爆發(fā)時的噴出物類似，可將射入大氣層的部分太陽光反射回太空，以此阻止全球升溫。這項(xiàng)計(jì)劃的靈感來自一次著名的火山噴發(fā)事件——1991年，菲律賓皮納圖博火山噴發(fā)，生成大量硫酸鹽顆粒，導(dǎo)致全球平均氣溫在接下來的兩年內(nèi)下降了0.6攝氏度。哈佛大學(xué)的這項(xiàng)計(jì)劃，要連續(xù)15年制造“火山噴發(fā)效果”，預(yù)計(jì)可將全球平均溫度降低0.3攝氏度。

瓦格納表示，向平流層噴灑硫酸鹽，成本不算高，在15年中，每年的花費(fèi)不超過20億美元——這比許多碳減排計(jì)劃要經(jīng)濟(jì)得多。

不過，美國《科學(xué)》雜志的報道指出，事情并非那么簡單。首先，絕大多數(shù)硫酸鹽粒子不會在高空滯留超過兩年。比如皮納圖博火山噴出的硫酸鹽就是如此。飛機(jī)將不得不頻頻飛上高空，噴灑越來越多的硫酸鹽，否則就難以扭轉(zhuǎn)全球變暖的趨勢。其次，盡管硫酸鹽反射太陽光可降低大氣的溫度，但抑制太陽輻射有可能導(dǎo)致地球的降雨模式等發(fā)生巨大變化，從而造成負(fù)面影響。例如，保障20億人糧食供應(yīng)的亞洲季風(fēng)可能會消失。

英國?？巳卮髮W(xué)的考克斯教授指出：“世界頂尖大學(xué)的研究人員考慮實(shí)施這種激進(jìn)的計(jì)劃，說明應(yīng)對氣候變化已經(jīng)刻不容緩。不過，這類計(jì)劃如何有效付諸實(shí)施是個大問題?！?/p>

英國牛津大學(xué)“地球降溫工程”項(xiàng)目主管雷納表示：“這類計(jì)劃具有很大的不確定性。當(dāng)然，它的實(shí)施是為了維護(hù)全球公共利益，但屆時哪些國家愿意承擔(dān)這項(xiàng)重任呢？”

生物質(zhì)能源

有一種方案所產(chǎn)生的效果更容易測量和評估，那就是從大氣中去除二氧化碳，例如大規(guī)模部署可吸收二氧化碳的設(shè)備。還可以采取其他“天然”的方法，例如在大片土地上種植樹木等能夠吸收二氧化碳的作物。這些作物收獲的生物質(zhì)，可以用作發(fā)電站的燃料，燃燒產(chǎn)生的廢氣可被作物吸收，從而實(shí)現(xiàn)碳排放為零。

將生物質(zhì)燃燒與減碳技術(shù)相結(jié)合，這一能源系統(tǒng)被稱為“具有碳捕獲及儲存功能的生物能源”（BECCS）。理論上，燃燒的生物質(zhì)越多，從空氣中吸收的二氧化碳就越多。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）對BECCS的態(tài)度是積極的。該委員會發(fā)布的報告稱，為有效阻止地球繼續(xù)升溫，應(yīng)在本世紀(jì)下半葉廣泛采用BECCS。

碳捕獲和儲存是一項(xiàng)經(jīng)過驗(yàn)證的技術(shù)，盡管它尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。歐洲港口鹿特丹、安特衛(wèi)普和根特，正在聯(lián)合推進(jìn)一項(xiàng)計(jì)劃，其附近的海上氣田每年可吸收1000萬噸二氧化碳。

不過，有專家指出，BECCS 面臨的問題是多方面的，龐大的土地需求就是其中之一。用于提供生物質(zhì)燃料的森林，通常是單一樹種的速生林，例如桉樹和金合歡樹等。如果從農(nóng)民手中收走土地用于植樹，那么誰來為全球民眾提供食物呢？如果只借助現(xiàn)存的森林，那么根據(jù)倫敦大學(xué)教授里維斯的分析，BECCS 的減碳效果將大大降低，因?yàn)槿颥F(xiàn)有森林的含碳量已經(jīng)比較高，難以吸收更多的碳排放。

從空氣中吸收二氧化碳的裝置

還有一個解決方案——回歸自然，即盡量恢復(fù)天然森林。許多環(huán)保主義者都表達(dá)了對這種“天然的氣候問題解決方案”的支持。他們指出，從現(xiàn)在起到2030年，在可采取的維持全球氣候穩(wěn)定的措施中，促進(jìn)自然生態(tài)系統(tǒng)的恢復(fù)和發(fā)展，具有較高的性價比。具體措施主要包括重新造林，同時進(jìn)行更好的土壤管理，保護(hù)可吸收碳元素的濕地，等等。這些措施不僅是碳減排的替代方案，更是“通向零碳排放經(jīng)濟(jì)的生態(tài)橋梁”。

編輯：姚志剛? winter-yao@163.com