增亮的云層能為我們爭取應對氣候變化的時間嗎?
云可以昭示地球變暖嗎?云的類型和高度可以反映出大氣的溫度和濕度變化。
照亮地球的云層,使其反射更多的陽光,這可能會使地球降溫——也就是說,如果我們能找出如何做到這一點,或不會造成任何意外的傷害。為了驗證這一理論,一個由30多名頂尖科學家組成的小組編寫了一份研究路線圖,該路線圖近日發表在《科學進展》雜志上。
這篇論文(https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi8594)的重點是如何通過從船上向空氣中噴灑鹽水來人為地用海洋云層遮蔽地球表面,這一策略被稱為海洋云層增亮(MCB,marine cloud brightening),這些實驗將屬于有爭議的太陽能地球工程類別,其想法是通過尋找反射太陽輻射的方法來抵消氣候變化的一些影響。
研究人員仍然不知道這些努力會有多大的成果,也不知道它們是否會以這種方式擾亂地球,從而無意中制造新的問題。但隨著氣候變化加劇災難,各國在減少地球變暖污染的目標上落后,一些科學家將太陽能地球工程視為一種可能的應急計劃。
該論文的合著者、加州大學圣地亞哥分校斯克里普斯海洋研究所的氣候科學家Lynn Russell在一份新聞稿(https://research.noaa.gov/2024/03/20/scientists-detail-research-to-assess-viability-and-risks-of-marine-cloud-brightening/)中表示:“我們需要考慮不理想的備份計劃,為我們爭取足夠的時間。”
她補充道,地球工程——部署新技術以降低全球溫度的方式控制環境——對阻止導致氣候變化的溫室氣體排放毫無幫助。在政策制定者努力減少排放的同時,它有可能減緩日益惡化的氣候災害。但首先,了解可能的風險和收益是很重要的。
關于太陽能地球工程作為氣候解決方案應該扮演什么角色(如果有的話)以及如何調節它,人們已經發生了爭論。到目前為止,主要圍繞著一種不同的策略,即平流層氣溶膠注入(SAI,stratospheric aerosol injection),該策略涉及將粒子彈射到地球平流層,將陽光反射回太空。
2022年,一家初創公司不顧全球事實上暫停的大規模地球工程,繼續進行自己的臨時SAI實驗,這在全球引起了軒然大波。即使是對太陽能地球工程持樂觀態度的團體也對這些實驗表示反對,稱這破壞了更嚴肅的研究,即如何模擬火山在噴發過程中噴出二氧化硫時暫時冷卻地球的方式。
自那以后,學術界和包括聯合國和歐盟在內的國際機構一直在推動制定更強有力的太陽能地球工程指南。一些環保倡導者完全反對太陽能地球工程,稱不確定性太大,氣候解決方案需要專注于防止溫室氣體排放導致氣候變化。
科學家們甚至比平流層氣溶膠注入更不確定海洋云層增亮的影響。因此,毫不奇怪,MCB新論文的作者希望謹慎行事。來自世界各地的31名科學家于2022年召開會議,評估目前對海洋云層增亮的科學理解以及需要填補的知識空白。近日發表的論文總結了他們的發現,并提出了推進MCB研究的計劃。
海洋云層的增亮模仿了火山噴發的效果。但與SAI不同的是,它需要將反射粒子送入低洼的云層,而不是更高的平流層。船舶煙囪污染中的硫也被證明具有類似的反射作用,盡管最近的研究表明,這在過去可能被高估了。
云是一個氣候迷,這使得它們特別難以操作。有些類型的云會阻擋陽光,而另一些則會鎖住熱量。當然,海洋云層增亮的目標是擁有更多前者。不經意間導致云層變薄,降雨可能會導致更多的熱量。云的形成方式或對人類干預的反應將取決于一系列復雜的、不斷變化的因素——從天氣到人類傳播的顆粒物如何與空氣中已經存在的其他氣溶膠相互作用。
第一作者、美國國家海洋和大氣管理局化學科學實驗室研究員Graham Feingold在一份新聞稿中表示:“我們必須在一天中的正確時間和季節,在足夠大的區域內,將合適大小的粒子送入接受云,以遮蔽大面積的海洋……這是一個重大挑戰。”
新論文稱,海洋云層增亮在現實世界中的可行性將取決于研究人員是否在實驗室測試和建模研究中看到積極結果。他們還需要看看小型現場測試是否可以擴大規模,以產生全球影響。衛星觀測對于監測此類實驗的結果至關重要。除了本文所述的物理科學可行性之外,還將考慮社會和倫理方面的影響。
Feingold說:“人們對MCB的興趣正在增長,但政策制定者目前沒有所需的信息來決定是否以及何時部署MCB。問題是,我們是否可以使用目前的建模和觀測工具設計一個MCB研究計劃,以在全球范圍內確定這種方法的可行性,如果不能,需要做些什么來定位我們自己。”
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