太陽輻射管理:緩解全球變暖的另一途徑?

iweekly 發佈 2024-05-01T09:50:44.361315+00:00

2月27日,60多名科學家組成的小組發布公開信,呼籲加速太陽輻射管理(SRM)的研究和小規模實地實驗,希望證明將大量反射粒子散布到大氣層的高處來暫緩全球變暖是否可行。

2月27日,60多名科學家組成的小組發布公開信,呼籲加速太陽輻射管理(SRM)的研究和小規模實地實驗,希望證明將大量反射粒子散布到大氣層的高處來暫緩全球變暖是否可行。同日,聯合國環境署發布的新報告也表示,當全球應對氣候變化的努力仍未達到預期效果時,確實需要開始研究太陽地球工程,對其風險和收益進行更多研究。此前也有初創公司向大氣釋放顆粒,希望藉此改善氣候。人類控制溫室氣體排放的行動仍在繼續,但太陽地球工程似乎也成為一個越來越受關注的課題。

太陽輻射管理

在27日發布的公開信中,包括華盛頓大學大氣科學教授莎拉·多爾蒂(Sarah Doherty)在內的60多名科學家聯合呼籲,應當對「太陽輻射管理」(SRM)進行加速研究和小規模實地試驗,以驗證將大量反射粒子散布到大氣中能否暫時安全地緩解全球變暖。

公開信指出,隨著地球升溫逐漸接近限制全球變暖的1.5°C關鍵目標,氣候變化的影響越來越大,利用一種或多種太陽輻射管理干預措施來減少氣候變暖的壓力也越來越大。「氣候變化正在對世界各地的社區和生態系統造成破壞性影響,對公眾健康、經濟安全和全球穩定構成嚴重威脅。自然系統正在接近災難性變化的閾值,有可能加速氣候變化和產生超出人類適應能力的影響。」

然而,最近的科學評估表明,如果不從大氣中大量去除二氧化碳,就不可能在近期將氣候變暖控制在1.5°C以下。但「在顯著減少全球變暖所需的規模上採取脫碳(CDR)存在巨大的環境、技術和成本挑戰。雖然使用CDR方式將升溫控制在1.5°C以下在物理上可能是可行的,但這些挑戰和氣候系統的緩慢響應使得CDR不太可能足夠迅速或大面積地實施,從而在短期內完全避免危險的氣候變暖水平」。

科學家們強調,他們並不支持直接使用SRM,但希望將它作為溫室氣體減排和CDR的補充,對其進行可行性研究。「雖然減少排放至關重要,但現在採取的任何減排措施都無法扭轉過去和現在溫室氣體排放造成的變暖效應。」「我們支持對SRM方法的可行性和影響進行嚴格、快速的科學評估,特別是因為此類知識是我們就SRM的實施做出有效且合乎道德的決策的關鍵組成部分。」

值得注意的是,就在公開信發表的同一天,聯合國環境規劃署(UNEP)也發布一份新報告,稱根據一個專家小組的說法,SRM在進入任何潛在部署之前,需要對其進行更多風險和收益評估。該專家小組認為,在近期和中期大規模部署SRM沒有必要,也不明智。然而,如果氣候行動仍然不夠,這種觀點可能會改變。

環境規劃署首席科學家安德莉亞·辛伍德(Andrea Hinwood)表示:「氣候變化正在把世界帶入未知的領域,我們正在尋找所有可行的解決方案。然而,所有新技術在投入使用之前都必須清楚地了解,並識別出潛在的風險或影響。」「SRM研究已經取得了很大進展,在建模方面也取得了重要突破,但在將我們唯一的大氣暴露於SRM技術之前,我們需要更多關於風險和潛在後果的經驗證據。減少有害氣體排放沒有捷徑或替代品,為了我們的和平、健康和福祉,沒有比轉向與自然和諧相處的循環經濟更好的選擇了。」

支持與反對

在批評者看來,有關「太陽輻射管理」呼籲的公開信實際上反映了一種趨勢,這種趨勢正在嘗試讓各種可能產生危險和意想不到後果的氣候操縱思想正常化。在國際環境法中心跟蹤氣候政策的莉莉·富爾(Lili Fuhr)認為,允許在大氣中進行實驗,將鼓勵人們轉向依賴未經驗證的技術來減緩全球變暖,並轉移人們對未來幾十年深入快速減排所需要的高度關注。她進一步補充稱,繼續進行大氣測試也可能會干擾國際社會為此類氣候操縱制定法規的努力。

富爾也指出,SRM公開信很可能是對去年由另一批科學家提出的要求禁止SRM公開信的回應。據了解,這份2022年的公開信呼籲達成一項國際協議,嚴格禁止SRM和相關的國家資助研究。理由是研究人員認為,該技術有可能成為「行業遊說者、氣候否認者和一些政府的有力論據」,從而推遲減少溫室氣體排放。他們得出結論:「在當前的國際政治體系中,全球範圍內的太陽地球工程(即太陽輻射管理)無法以全球包容和公正的方式進行治理」,並呼籲「不部署太陽地球工程,不進行戶外實驗,不申請專利,不為研究提供公共支持」。目前,這份反SRM公開信已經獲得來自50多個國家的370多名科學家簽名支持。

對此,在新SRM公開信上簽名的哥倫比亞大學地球研究所教授、美國宇航局戈達德太空研究所所長詹姆斯·漢森(James E. Hansen)認為,呼籲在全球範圍內禁止SRM實驗無異於瘋狂。「我們無權禁止尋找一種能夠解決我們所造混亂的辦法的權利」,他說,並指出重要的國際氣候評估「總是落後幾十年」,這使得更多的研究變得更加迫切。據悉,漢森也是1980年代末期第一批發布有關全球變暖早期警告的科學家之一。「在過去為年輕人製造混亂的那些幫倒忙的老傢伙們……現在正試圖綁住年輕人的手,使得他們不可能擺脫混亂。」他說。

詹姆斯·漢森

牛津大學氣候物理學家雷蒙德·皮埃爾亨伯特(Raymond Pierrehumbert)則認為,呼籲進行SRM大氣測試「越過了危險線」,「漢森在早期對全球變暖的預測上是一門大炮,他碰巧是對的,但這並不意味著他在所有事情上都是正確的」,「在一個繼續排放二氧化碳,然後使用SRM來應對的世界裡,這顯然是一個死亡螺旋。」 皮埃爾亨伯特表示,如果世界政治秩序處於更好的狀態,處於通往淨零的明確道路上,他可能會對這一建議有所改觀。但事實上,全球在實現這一目標方面始終缺乏足夠進展,在此情況下,認為可以對SRM進行有效治理的想法「非常可笑」。

什麼是太陽輻射管理?

太陽輻射管理(SRM),有時也被稱作太陽地球工程(Solar geoengineering),是地球工程(Geoengineering)的一部分。地球工程指的是通過操縱地球氣候來降低地球溫度,以對抗全球變暖。而太陽地球工程,也就是通過將地球吸收的陽光輻射回太空,來實現這種對地球的冷卻。

它的基本原理在於:地球表面的溫度通過吸收來自太陽的熱能(短波輻射)而升高;地球溫暖的表面將部分熱量作為紅外輻射(長波輻射)發射回去,這種向外輻射會加熱大氣;但在更高的高度,熱量逃逸到外層空間,卻不會提高地球大氣的溫度。因此,不同排放高度的不同大氣溫度決定了總輸出能量。然而,像二氧化碳這樣的溫室氣體使得紅外輻射難以逃離地球大氣層,導致輸入和輸出能量之間的不平衡;當輸入的總能量超過輸出的總能量時,地球表面變暖。太陽能地球工程的目標便是利用人工方法增加輻射回太空的熱量。

目前,太陽地球工程常用的兩種方法是平流層氣溶膠注入(SAI)和海洋雲增亮。 SAI的概念來源於火山噴發時釋放的硫云:強大的火山噴發會釋放出富含硫的塵埃雲,可以到達平流層;它的微粒能夠反射陽光並產生冷卻效果。因此,SAI包括向地球平流層噴灑大量微小顆粒,以反射陽光,使地球保持涼爽。科學家們建議使用具有反射特性的化合物,如二氧化硫或細粉碳酸鈣作為氣溶膠。海洋雲增亮則是向低洼的雲層噴灑海鹽,以增加雲層的亮度和反射陽光的能力。這可能會增加雲層底部液滴的濃度,從而在陽光到達地球表面之前反射更多的陽光。

根據地球工程監測,太陽地球工程方案的規模可能會對空氣、陸地和海洋等環境要素產生不可預測的影響,而這些負面結果將主要由全球南半球承擔。

但據《麻省理工科技評論》報導,2022年底,一家名為Make Sunsets的初創公司已經在沒有任何公眾參與或科學審查的情況下,從墨西哥的一個地點發射氣象氣球,使其在平流層中釋放反射硫粒子,嘗試為未來能夠攜帶更大有效載荷的氣球飛行提供可行性驗證。Make Sunsets的聯合創始人兼執行長盧克·伊斯曼(Luke Iseman)承認,這項嘗試部分是創業性的,部分是挑釁性的,是地球工程激進主義的一種行為。他希望通過在有爭議的領域取得進展,來推動公眾辯論,使一個在批評中難以開展小規模實地實驗的科學領域獲得新動力。「在我看來,我們不這樣做才是在道德上有錯的。」他說,重要的是「儘可能快速和安全地做到這一點」。

新聞及圖片來源:Inside Climate News、Politico、UNEP、CNBC、The Hindu,部分圖片來自網絡

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