人工氣候改造

人工氣候改造，或稱地球工程，是指為穩定地球氣候而實施的人工氣候改造計畫，最初源於抵禦地球溫室效應的構想，逐漸演變為改造地球氣候問題的多種地球工程。

基本介紹

• 中文名：人工氣候改造
• 或稱：地球工程
• 定義：為穩定地球氣候實施氣候改造計畫
• 起源：抵禦地球溫室效應的構想

技術描述

人工氣候改造無數架直升機拖拽著滅火水龍帶在空中盤旋。滅火水龍帶另一端與抽水泵相連。地面控制台一聲令下，工廠廢物池中的二氧化硫噴薄而出，以每秒一萬立方米的速度經由滅火水龍帶噴灑至天空。不一會兒，天空就蒙上了一層紅色的薄紗。地球好似戴上了一副抵禦太陽光的紅色墨鏡，只要二氧化硫不散去，它就可做為一層屏障，抑制地球氣溫升高。

這可並非科幻小說中描述的場景，而是科學家們研究出的抵禦溫室效應的地球工程計畫（Geo-engineering），也被稱為人工氣候改造。諾貝爾獎得主大氣科學家保羅·克魯特茲（Paul Crutzen）曾發表社論探討過釋放大量硫粒子至大氣層，為地球製造一層保護膜來保證地球溫度的方法的可行性。“在過去的幾年裡，這種說法只會出自外行的嘴裡，現在類似的討論越發多起來。”史丹福大學卡內基學會的Ken Caldeira如此評價。

實施該工程的成本之低也是熱點之一。只需一千億美元（有些科學家甚至認為拿出該數字的百分之一即可），就可使地球氣候有天翻地覆的變化，與減少碳排放等每年需投資一萬億美元的傳統方式對比，該工程顯然是經濟且速效的。歐巴馬的首席科學顧問、總統內閣成員約翰·侯德然（John Holdren）認為，在考慮氣候變化應對方法時，不應該把地球工程排除在外。

地球工程的初衷即在於禁止陽光以達到冷卻地球的效果。愛丁堡(Edinburgh)大學波-能量研究者Stephen Salter就想出了用雲朵將海洋上方的天空“塗繪”成白色的方案。這一方案沿襲了美國科羅拉多州國家大氣研究中心的John Latham的理論。由於雲可以通過捕獲從地球表面發射的長波長輻射來使星球升溫，也可以通過將短波長輻射反射回太空來使星球降溫，達到使地球冷卻的功能，所以雲是影響地球氣候系統的關鍵因素。Stephen Salter的種雲船可以被風力推動，船上的葉輪可持久旋轉，將海水向上噴灑至可被雲朵吸收的高度，使雲朵更加密集豐滿，達到禁止陽光的效果。這種方法產生的直接效果是海洋表面的局部降溫。不過，海洋的巨大熱容量以及海洋中的氣流使得局部降溫這種初始效果最終擴散到全球範圍。據預計，製造300艘種雲船需6億美元，每年另需1億美元來維持種雲船的運作。這樣，就足以將地球氣候倒轉至18世紀末十九世紀初的水平。

研究歷史

人工噴射大量硫粒子至大氣層，製造一層隔熱保護膜冷卻地球。 自2009年過去20年間，科學界湧現出多種地球工程計畫。除了在大氣層釋放二氧化硫或其他化學物質將太陽光反射至外太空之外，還有科學家提議將鏡子送入地球軌道，為地球擋住太陽光。20世紀90年代，氫彈的發明者愛德華茲·泰勒還提議將反射性金屬微粒推入大氣層。

諾貝爾化學獎得主保羅·克魯岑和諾貝爾經濟學獎得主托馬斯·謝林是人工改造氣候計畫的主要推動者。

而歐巴馬的科學顧問、哈佛大學教授約翰·霍爾德倫2009年6月在接受採訪時也表示，白宮已經開始對地球工程進行論證。此外，美國國家科學院將地球工程列入其對付氣候挑戰項目的首個工作坊內容，並定於2009年6月份敲定細則。

英國議會也在討論這一觀念。而英國皇家協會已經先行一步，開始著手研究選擇哪種地球工程最為有效。2009年3月份在哥本哈根舉行的國際氣候科學家會議上，有15個演講是跟地球工程有關的。

支持地球工程的最響亮的論據就是溫室氣體減排的方案失敗了。沒有一個國家二氧化碳排放量能夠達到《京都議定書》的目標。而像中國和美國這兩個溫室氣體排放大國都還沒有加入《京都議定書》。[1]

後果猜想

超級太空鏡反射反射陽光使地球降溫如果地球工程成為地球氣候變化的“最終解決方案”，結果是悲是喜，也是無法預料的。首先，當人們知道用“地球工程”的手段可以扭轉乾坤時，他們就會不再在減排方面投入足夠的精力。這將引起經濟學家口中的“道德危機”。其次，鑒於其成本低，一個國家甚至福布斯排行榜上的一個富豪即可憑一己之力將之付諸實踐。而地球工程尚屬未被正名的階段。因此，盲目實施“環保行為“可能會帶來災難性的後果。所以，將地球工程交付給合法的國際組織研究，並對其進行更全面的完善和評估。

積極的結果

環境科學家David Keith對此的觀點是：其一，不去減排，而直接採取人工改造氣候的措施，因為這樣做非常廉價。只需要0.001%的GDP投入，就已經有可能製造出一個新的冰河時期。其二，假如人們不搞“地球工程”，只是從現在起致力於減排。可是不知道該以何種速度實施減排，也不知氣候變化去到何種地步時將變得使我們無法承受。也許等到二氧化碳開始下降的那一刻，已有許多大城市已經淹沒于海底。

反作用效果

有科學家批評，採用反射太陽光的地球工程會帶來許多副作用。其一就是二氧化硫會破壞大氣中的臭氧層，令生活在南半球的人們暴露在紫外線的照射之下。

一些科學家擔憂的最大的破壞性副作用是政治上的。如果各國發現能夠通過其他途徑為地球降溫，努力減排的政治動力就會變弱。如果利用地球工程使地球降溫，但是人類活動繼續毫無節制地排放二氧化碳，那么降溫的效果也不會明顯。而且一旦這一降溫工程出於各種原因突然被人為中止，那么全球變暖的問題不但不能解決反倒會加劇。

同時，也有科學家擔心，由於人工降溫的地球工程的成本較低，一些國家在不仔細考慮其副作用等後果的情況下會像軍備競賽般貿然使用，從而造成更多的國際緊張局勢以及帶來其他不能預見的問題。

項目實施

噴霧船隊的工作示意圖一些科學家構想，在未來地球環境發生不可逆轉的惡化時，這些“地球工程”項目可以成為修復地球的重要方案。據了解，德國在制訂21世紀前15年的超大型研究計畫時，其“地球工程”的研究預算經費已經高達3.5億美元左右。

據悉，目前（2010年）有不少國家正在積極研究緩解全球變暖的“地球工程”，即通過超大規模的工程手段改變地球環境﹑遏制地球變暖及海平面上升趨勢的一些工程項目。

2010年10月，北京師範大學全球變化與地球系統科學研究院的研究結果給這些方案澆了一瓢涼水。該院2009年4月任命的首席科學家、國際著名古氣候學家、中央吸引海外高層次人才的“千人計畫”入選者、英國籍教授約翰·摩爾[經濟學家]刊載於《美國科學院院刊》的研究指出：地球工程並不能抑制由全球氣候變暖造成的海平面上升。

約翰·摩爾檢驗了兩種最重要的地球工程方案，即在空間放置反光板和向空中釋放二氧化硫用以反射陽光的做法，此前的研究表明，這兩種方案都能使地球上每平方米減少吸收1—4瓦特的太陽輻射。

約翰·摩爾在通過能夠模擬海平面變化趨勢的計算機模型中得出的結論是，採用這兩種方案，到2100年，海平面仍然會上升61厘米，而如果不採取任何手段，海平面將上升1米。這意味著，通過“地球工程”方案，海平面高度將減少約39厘米。而且，“地球工程”一旦啟動，就必須繼續下去，否則海平面高度會迅速反彈。

目前，海平面上升被認為是全球氣候變暖可能帶來的最大威脅之一，因為全球氣候變暖造成了冰川融化和海溫上升，而冰川融化使更多的水流入海中，海溫上升會使海水體積變大，這些最終都將導致海平面上升，這將危及目前生活在漲潮時距海平面高度1米之內的1.5 億人的生活，印度洋上的馬爾地夫、太平洋上的諾魯、吉里巴斯等一些低海拔島國將不得不面臨消失的危險。另外，一些海洋沿岸的國際知名城市，比如紐約、上海、威尼斯也將會變得岌岌可危。

實施難度

這些工程項目規模宏大，耗費巨大，實際實施起來，其花費更會遠遠超出人類的想像。