气候科学家们竞相尝试削弱阳光

气候科学家们竞相尝试削弱阳光(图1)

伊恩·麦克尤恩的新小说《我们所能知道的一切》设定在2119年的半水下英国。几十年前一场气候灾难之后,情况相当严峻。如果你想从奇尔特伦前往南 Downs,就必须乘船。

拯救人类免于彻底灭绝的,恰恰是中东地区的核爆炸。2040年代沙漠中的爆炸将数十亿吨的尘土和沙粒送入高层大气,这些颗粒开始过滤太阳强烈的光线,并逆转全球变暖。“在数以百万计亡者坟墓之上,大地开始降温”,我们的叙述者告诉我们。随着时间推移,降温催生了一种“新的乐观精神”。

尽管听起来像科幻小说,但这一场景基于科学事实。麦克尤恩所描述的是一种特别残酷的地球工程手段,即在行星层面进行干预,具体来说就是“太阳辐射调节”,或称SRM。换句话说,就是给太阳调暗一个档位。好消息是,我们不需要发生核末日才能实现这一点。理论上,人类完全有可能通过将更多的阳光反射回太空来降低全球气温。

“当你把数据算清楚后,要避免全球变暖,就只能依靠地球工程手段,”剑桥大学气候修复中心副主任、研究此课题近三十年的休·亨特博士表示。

越来越多的人在认真思考后会得出这样的结论:如果阻止阳光到达地球表面,显然会变凉——就像阴天一样。他指向所谓的“餐巾纸”示意图,该图展示了不同情景下的温度上升预测:维持现状、减缓(即转向可再生能源后的结果)、碳汇和太阳辐射管理(SRM)。减缓措施有一定帮助,但只有在实施SRM的情况下,温度才会真正下降。再次强调,这是理论上的结果。

气候科学家们竞相尝试削弱阳光(图2)

提出的方案从令人惊讶地简单——比如将城市屋顶涂成白色以反射更多阳光——到类似雷鸟风格的设想不等。有人建议使用气球将由气溶胶构成的人工云送入天空;也有人提出让飞机编队环绕地球,在大气上层喷洒二氧化硫气溶胶。去年,一家名为Stardust的美国-以色列初创公司宣布已筹集到6000万美元,旨在开发一套应对气候变化的“全栈解决方案”,承诺提供“安全、可测量、可调节且完全可逆的系统,以稳定地球温度”(换句话说,就是投放颗粒物并配备各种监控手段)。另一家美国初创公司Make Sunsets,由两位硅谷企业家创办,正致力于制造人工云层。

说这些公司具有争议性,简直言过其实。事实上,在宣布相关计划后不久,Stardust便被国际环境法中心指责“加速一场危险的比赛,将人类推向无法回头的、对这种极端技术永久依赖的道路”。这背后潜藏着风险:酸雨,或是气候成为战争的新手段。

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尽管如此,气候变暖的速度比任何人预测的都要快,这使得人们更加警醒。新成立的“关于太阳地热工程的公正协商联盟”负责人舒奇·塔拉蒂博士表示,她第一次听说SRM技术时感到震惊,“随后我感到愤怒,更让我难以接受的是,我们目前对此根本没有治理机制。” 她成立了自己的组织,旨在确保任何我们尝试进行的地热工程都是为了全人类的利益——尤其是那些受气候变化影响最严重的群体——而不是仅仅一些风险投资家或初创公司。“最终的结果将取决于我们如何做出决策:谁拥有权力?资金从哪里来?是用于公众利益,还是企业利益?”

然而,Make Sunsets联合创始人卢克·伊塞曼对批评私营部门气候工程公司的声音表示强硬回应:“我们早已通过碳排放对地球进行气候工程了几百年。一些高墙内的官僚们空谈他们深以为重的担忧,根本无法阻止我们继续为1077位客户提供冷却信用(一种可用于购买的碳抵消凭证)。”

在一个理想世界里,我们会有一个有能力且强有力的国际机构,全面监督所有环境因素:为碳定价,必要时增加地球反照率等。但我们现在生活在一个现实世界。比起私人企业来冷却地球,更糟糕的是没人去这么做。

星尘公司一位发言人表示:“我们创办星尘的根本原因,是应对气候危机和全球变暖所面临的道德紧迫性。”他补充说,公司已确保投资者在使命宣言和伦理价值观上保持一致,并且他们清楚,要实现投资回报,最终政府必须做出部署的决定。

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在这样的紧张背景下,人们或许会感到惊讶,英国已通过政府设立的10亿英镑“月球级”部门——高级研究与发明局(ARIA),成为各国中资助地球工程研究最多的国家。去年,ARIA宣布将开展一项耗资5700万英镑的地球工程计划,实施22项不同实验,其中包括五项受控的“户外实验”。

一项实验将派无人机穿过喷发的火山,以测量它们向大气中排放的颗粒物。另一项实验最近在加拿大北极地区展开,旨在研究海冰增厚:将海底的海水泵到海冰表面,使其冻结,从而有望让冰在夏季持续更久。一个优势是,白色冰面能反射更多的光线回太空。

邓肯·麦克拉伦教授的研究指出,太阳辐射管理(SRM)可能出错的许多“非理想”情景,以及战略气溶胶注入所能实现效果的局限性:“它对不同地区的影响目前尚不明确——可能出现极地变暖而热带变冷的情况。如果两半球之间出现不平衡,赤道辐合带会发生偏移,这可能会对季风造成巨大破坏。”

这些影响可能会带来赢家和输家,从而引发地缘政治不稳定。“撒哈拉以南地区可能降雨增多——这对那些国家来说或许是好事。但代价可能是大西洋上更频繁的飓风。那么,谁来决定这类事情呢?是撒哈拉以南地区的人民,还是受佛罗里达飓风影响的、经济条件远为优越的人群?”

然而,支持SRM方案的人提醒他们的批评者,大自然早已自行进行了相关实验。其中最常被引用的例子是1991年菲律宾皮纳图博火山爆发事件。这次火山喷发将约1500万吨二氧化硫注入平流层。此后一年,全球气温下降了1华氏度。“这就能让你大致了解需要多少量”,亨特表示,“如果我们能将1000万到2000万吨物质送入平流层,就能实现大约1华氏度的降温。”

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将这种“东西”部署到那里是个挑战,但并非无法克服。有人曾提到,全球部署一架飞机舰队,持续向大气中喷洒二氧化硫,每年可能需要200亿美元(150亿英镑)的费用。为了更好地理解这个数字,英国每年用于外援的支出大致也相当于这个数额。即使这个成本是上述数字的十倍,对于少数拥有巨额财富且自认为是救世主的富豪来说,仍然在他们的承受范围内——这也是我们应当担忧的原因之一。

然后还存在所谓的“终止冲击”风险。

“如果发生太阳风暴导致电磁设备瘫痪?或者爆发一场可怕的战争?或者副作用太大,我们必须停止投放?如果我们此时突然中止SRM投放,就会出现剧烈的急剧上升,所有之前被掩盖的问题会同时显现出来。这就是所谓的终止冲击,”麦克拉伦说。

此外,如果这种颠覆性技术由某些初创公司或出于自身利益而行动的国家所部署,而非由各方经过长期慎重科学讨论后共同决定的负责任主体呢?人工智能热潮带来的近期教训,让塔拉蒂特别担忧那些获得风险投资支持的私营企业会采取“快速推进、破坏现状”的态度对待地球。

公共利益“从来不是任何一家追求利润公司的驱动力,无论他们说什么”,她表示。“这些公司会倾向于看到所有其他气候技术失败,以便让太阳辐射管理(SRM)持续被使用。它们没有理由支持减排措施取得成功。” 这正是将研究公开化的原因。“我们已经让人工智能发展到如今几乎无法再加以约束的地步。但就太阳辐射管理而言,我们有机会加以控制。我们不希望减缓科学研究的步伐,但我们希望科学服务于人民,而不是企业。如果我们不建立相应的机制来确保这一切真正造福所有人,那么这种行为将会由军队和企业秘密进行。”

英国ARIA项目负责人马克·西姆斯也表达了这些担忧。“我与Stardust有过交流,他们在一对一互动中确实令人印象深刻,”他说,“但对我而言,私人企业——尤其是获得风投资金支持的企业——存在的问题是它们有追求利润的动机,而这种利润很可能来自短期内的部署。我们目前还无法做好准备。”

他认为英国在这方面发挥着关键作用:“越来越多的私营企业将进入这一领域,因此公共部门必须积极参与,展示哪些做法是负责任的、哪些是安全的,为这些私营公司提供一面镜子。英国在应对气候变化方面是一个负责任的参与者,我认为我们也可以在这一领域成为负责任的参与者。”

“目前的研究表明,实现半球均衡部署可以有效防止重大死亡率,”在孟加拉国为联合国工作后受到启发而创办非营利项目Reflective的达科塔·格鲁纳说。“我们现在唯一能改进这些理论模型的方法,就是亲自去进行一些小型户外实验。这会让人感到不适,但却是至关重要的。”

斯迈斯同样认为,我们需要将整个过程公开化。“如果你希望停止部署,那么只有研究能够提供证据表明这是一件坏事。因此,我们要么需要制定出护栏来确保其安全,要么就需要有证据来禁止它。”