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世界播报:科学家称要通过屏蔽阳光，给地球降温，靠谱吗？

来源：科普中国

日益严重的温室气体，导致全球平均气温不断升高，地球气候自我调节系统正在遭受破坏，各种灾难频发越来越危害着人类的生存，这已经成为不争的事实。


(资料图片仅供参考)

科学建模显示，平均气温升高3度（摄氏度，后同）是一个阈值，一旦到达这个临界点，地球气候平衡系统就会全面崩溃，失控而无法逆转，极端灾害会越来越加剧，冰盖融化，海平面上升，生物大灭绝将不可避免的到来，人类很难逃过一劫。

研究显示，100年来气温已经升高了1度，而且升温还在加快，不断向阈值逼近。人类为了挽救自己和整个生态，正在设法阻止气温升高的速度，全世界所有国家签署了所谓的“巴黎协定”，其主要核心思想就是通过全球合作和共同努力，实现在本世纪末将温度上升控制在1.5度以内。

那么，气温为何上升，如何遏制呢？

导致气温上升的主要原因是大气中温室气体不断增加。所谓温室气体，主要包括水汽（H₂O）、二氧化碳（CO₂）、氧化亚氮（N₂O）、氟利昂、甲烷（CH₄）等。其中，二氧化碳占了温室气体权重的50%，是导致地球变暖的主要元凶。

而人类活动，是二氧化碳排放的主要源头。近代工业化以来，由于人类燃烧化学燃料的行为日益加剧，二氧化碳排放量越来越大。据科学考证，人类社会工业化以后，二氧化碳浓度在大气中的占比不断上升，尤其在近100年，增加速度越来越快。

调查统计学表明，工业革命前1万年内，大气中的二氧化碳浓度一直维持在一个较为稳定水平，约为280ppm左右。1950年后每年增长率达到0.7ppm，2005年到2014年，年增长率达到约2.1ppm/年。

2020年则监测到大气中的二氧化碳浓度已经达到了412.48ppm，也就是说二氧化碳比例达到大气总量的万分之四以上了，比工业化之前增加了47%！

二氧化碳比空气密度大，会沉淀在大气层底部，就像一个大玻璃罩罩着我们，这个玻璃罩很特别，会把阳光辐射能量放进来，却阻挡其反射回去，这样就让地球热量失去平衡，越积越多，温室效应就越来越明显，导致全球气候日益变暖。

要解决温室效应问题有两个途径，一个是减少温室气体排放，另一个是减少阳光辐射。“巴黎协定”就是联合国发起，由各国签署实现全球节能减排的合同，其宗旨是通过各国相互监督和约束，实现碳中和的中目标。所谓碳中和就是通过植树造林等各种途径，完全抵消掉温室气体排放的负效应，实现零排放。

这是目前人类为了应对气候变暖灾难的一个主流措施，也是一个漫长且必须持续不断努力的过程。要实现目标，需要改变人们的生产生活习惯。说起来容易，要实现却很难。

除此之外，还有什么别的办法吗？有科学家提出，如果能够遮蔽阳光辐射，就能够让地球更快地降温，就像炎炎酷暑在白晃晃的阳光下暴晒，突然有一棵大树，赶快躲到树荫下，温度就会迅速降下来。

如何才能屏蔽阳光达到降温效果呢？

实际上，这里所说的屏蔽阳光，并非是将阳光全部封杀掉，而是让阳光变得暗一些。最早提出这个想法的是诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑，他在15年前就在一篇文章中提出了平流层气溶胶注射的想法，认为通过气溶胶反射阳光让太阳变暗，从而达到给地球降温的目的。

这种想法来源于火山喷发导致的地球降温效应。科学研究发现，历史上曾经发生过多次大冰期和小冰期，就是由于温度下降导致的严寒和大规模冰川活动，诱发原因除了一些天文学事件以外，与火山爆发有着非常密切的关系。

这是因为火山爆发会将大量的火山灰喷发到数十公里高空，进入平流层，弥漫到一大片地区甚至覆盖全球，这些微小的颗粒反射阳光，减少来到地球表面的太阳辐射，因此会导致地表温度迅速下降，继而导致冰期出现。

2009年一个科学团队研究发现，1275年到1300年间，热带地区经历了4次大规模火山喷发，导致了全球平均气温下降；1430年到1450年间，也发生了一次大规模火山喷发，对应了那个时代气候变冷以及发生在15到17世纪的小冰川时期。

最近一次火山大喷发是菲律宾皮纳图博火山爆发，向平流层注入了约2000万吨的二氧化硫，在大气层海拔10公里到50公里处延伸，这些雾霾颗粒物让地球降温约0.5摄氏度，让地球平均气温在18个月里恢复到蒸汽机时代到来以前的样子。

科学界曾经预测的核冬天，也就是这个道理。当世界发生核大战时，核爆激起的冲天粉尘在大气层中遮天蔽日，由此导致地球缺乏阳光而进入寒冷的核冬天，植物由于缺乏光合作用而枯死，动物食物链发生断裂，物种大规模灭亡。

科学家们就是受到这些启发，设想如果人为地模拟火山喷发，将某些物质气溶胶喷射到大气层，从而达到让阳光变暗来为地球降温，以对抗由于温室气体导致的地球升温。

事情就是这么简单？既然如此，何必舍近求远？目前全世界具有“杞人忧天”精神的人们，都在绞尽脑汁，为了让本世纪末升温控制在1.5度以下而焦头烂额，如果只要在大气中撒点“胡椒面”就能解决，何乐而不为？

由此，一些科学家跃跃欲试，想通过实验看看这点“胡椒面”有多大作用。美国哈佛大学一个科学团队在2014年提出“太阳地球工程项目”的设想，成立了一个叫“平流层控制扰动实验”（SCoPEx）的工作室，将“太阳变暗”的设想开始推向实施阶段。

“遮阳工程”实施起来并不容易，反对者众

有关在大气层撒点“胡椒面”的问题，人们已经争论十几年了，尚不分胜负。一些环保主义者们认为，这种恣意的活动很可能给大气层带来意想不到的后果，由此引发人类灾难；还有人认为，这种方法虽然有效，但不可控，风险太大。

美国气候科学家马克尔·E·曼恩把这种方法比喻为止痛药，他认为，止痛药会导致有害成瘾，一旦世界开始注射“调暗”太阳的颗粒，以后可能就停不下来了。

波士顿东北大学公共政策和城市事务学院院长珍妮·C·斯蒂芬斯则表示，太阳地球工程是一种非常狭隘的看待气候危机的方式，只考虑了物理温度和物理系统，而没有考虑其他，如世界上不同的人们将受到怎样的影响等等。

虽然反对者众，且“义正辞严”，但光打嘴炮解决不了地球升温的问题。通过降低碳排放，让地球辐射达到平衡当然是最好的方法，但这种方法见效实在很慢，且全球整体化操作困难重重，收效甚微。

一直以来，全球许多国家都不平静，从来也没有停止过争斗，因此降低碳排放的进程举步维艰。即便“巴黎协定”这种拯救人类的协议，各国也还是打着自己的小算盘，在谈判桌上，都在为自己能够多排点，别人必须少排点而“大义凛然”，在利益面前嘴炮加拳脚都上。

由此，科学家们认为本世纪末达到温度控制目标的希望实在很渺茫，如果温度一旦突破临界点，地球自我调节系统就会失控，毁灭性大灾难就将降临，人类面临灭绝，且束手无策，那些高大上的空话又有什么用呢？

因此，许多科学家们还是想试一试，万一到了那一天，两权相害取其轻，这种方法就不得不上场了。当然，科学家们比我们更知道不能乱来，必须做一个计算机科学建模，弄清洒向大气层的气溶胶作用机理、探索得出喷洒什么物质最好、准确的喷洒量、喷洒高度、喷洒范围，模拟最终得到的效果以及可能导致的后果。

将这一切弄清楚后，才能够从小范围实验，再逐渐推到实用。

最终能够实现“遮阳”给地球降温吗？

太阳地球工程项目论文的共同作者，哈佛大学平流层控制扰动实验学术主任基思一直在竭力推动这个项目进程，目前已经筹集了1620万美元的经费，主要资助人为比尔盖茨、威廉和弗洛拉休利特基金会，以及一些其他慈善机构。

现在，哈佛大学太阳工程项目走在了此类研究的世界前列，他们率先完成了计算机科学建模，开始将这个项目从实验室向平流层试验转移，准备进入大气层开展真正的喷洒试验。这项工程第一阶段计划耗资300万美元，具体操作是在美国西南部进行两次可操纵气球飞行试验，飞到20公里处的平流层，那里没有生命存在。

完成20公里的空中平台测试后，实验将转入下一阶段，增添设备用于喷洒微小的碳酸钙气溶胶颗粒，这些颗粒将像显微透镜一样将阳光反射回太空。开始释放的碳酸钙数量只有约1公斤，不足以触发任何可测的降温。

当然，随着试验条件的日益成熟，释放数量和范围将会扩大，最终达到局部区域降温乃至全球降温的目标。

这项实验原准备在2019年开始，后来又延迟到2021年初，计划在瑞典北部的雅斯兰吉航天中心进行，但因为环保人士和当地团体的强烈反对而被取消。哈佛团队的科学家们并没有气馁，一直在准备和争取试验的继续进行。

基思认为，现在的任务不是为了测试太阳地球工程是否可行，而是为了提升这个工程的科学水平，通过各种试验，研究人员可以评估潜在副作用，包括可能的臭氧消耗、空气污染的增加和天气模式的变化。面临的关键社会问题是，为了避免全球变暖产生的极端后果，是否值得冒这个风险。

基思说：“我们不会面对无风险的抉择，问题是如何权衡风险”。所以，最后这个方案是否可行，还是要两权相害取其轻。在人类面临灭绝的大劫难时，即便需要承担点风险，拯救行动也必须进行。

哈佛大学SCoPEx实验负责人弗兰克·柯伊奇则表示，如果全球变暖的趋势持续下去，世界将走向灾难，最好的办法就是准备好工具避免出现最可怕的后果。他认为，正因为这项工程有许多未知数，才需要做试验，他希望在2022年能够实施发射热气球的任务。

他说：这项研究需要花费很长时间，如果到人们需要这个的时候才开始研究，那就太晚了。

我赞同他的这种说法，未雨绸缪，人类才能走得更远。现在已经到了8月了，SCoPEx的气球试验还没有消息，今年能顺利迈开这一步吗？拭目以待。那么，各位对这种通过让阳光变暗给地球降温的方法有什么看法呢？欢迎讨论点评。

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关键词： 二氧化碳 温室气体 科学家们

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