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未能做出艰难的决定来减少温室气体排放，使人类面临日益严峻的气候情景。但有一种方法可以争取时间：地球工程。
改造地球控制系统的想法并不适合胆小的人。即使是倡导者也承认，任何试图设定地球恒温器的尝试都充满了傲慢和风险。
一些想法是科幻小说中的情节：15万亿面镜子被放置在轨道上，以屏蔽地球免受太阳光线照射；一支由20公里高的飞艇组成的舰队，不断向平流层输送硫磺；一支由机器人控制的船只组成的舰队在世界海洋中巡逻，向天空喷洒海水以产生反射云。
其他的则比较平淡：种植树木以吸收二氧化碳或将屋顶漆成白色以反射阳光。大多数未经证实。所有这些都有主要的缺点。没有一个能抵消海洋酸化。
但是，随着政治家们面对试图摆脱化石燃料的经济体的丑陋现实，正在寻找一种策略，如果气候变化迅速或以糟糕的方式发生，这种策略将会奏效，因此，这个概念正获得越来越多的关注。
“大多数仔细研究过这些选项的分析师都得出结论，扰乱地球是鲁莽的，”加州大学圣地亚哥分校国际关系学教授大卫·维克多说，他专攻能源和气候政策。“这种情况正在改变。”
这种情况正在改变，很大程度上是因为就大幅度减排达成任何形式的国际协议的可能性正在暴跌，即使科学家们发现有证据表明，这些排放有可能使地球气候不稳定到人类历史上前所未有的程度。
科学家们警告说，如果这些预测成真，那么任何对全球范围内的减排后果的担忧，与面临海平面上升、灼热的沙尘暴和野蛮的饥荒的人们发出的无法安慰的恳求相比，都将黯然失色。在绝望的领导人转向未经检验的技术之前，世界需要了解地球工程的陷阱。
实际应用可以追溯到冷战时期，当时俄罗斯和美国军方都开始人工降雨，试图引发降雨。当林登·约翰逊总统被告知全球变暖的严重影响时，他的科学顾问开出的唯一解决方案就是地球工程。
然而，多年来，它一直是一个禁忌——因为担心如果气候控制被视为一种可行的选择，世界各国领导人减少排放的压力可能会减轻。
这种情况在2006年发生了变化，当时诺贝尔奖获得者、荷兰乌得勒支大学海洋和大气系统研究所的名誉教授保罗·克鲁岑在《气候变化》杂志上发表了一篇具有开创性意义的文章。
减排是首要任务，克鲁岑在他的八页文章中重复道。但考虑到气候变化对生态系统的灾难性影响——以及国际社会对必要减排的政治回应“令人极其失望”——必须探索地球工程作为潜在的逃生路线。
他写道：“它的可能性不应该被用来为不充分的气候政策辩解，而仅仅是为了创造一种对抗潜在剧烈气候变暖的可能性。”
克鲁岑和其他气候科学家在开展地球工程研究的必要性与参与实际地球工程的决定之间划了一条明确的界线。
科学家们说，前者至关重要：在危机来袭以及被绝望的公民所逼迫的政府寻求缓解之前，社会必须了解地球工程计划的局限性和影响。后者是一个政治决定。
这个决定——充满了哲学、道德和实际问题——越来越被视为任何气候计划的关键组成部分。
卡尔加里大学可持续能源、环境和经济研究所能源和环境系统小组主任大卫·基思说：“原因是其不确定性。即使我们明天将排放量降至零，我们仍然会面临气候风险。”
“严酷的现实是，进行地球工程可能比不进行地球工程对自然更好。最好是不要将二氧化碳排放到空气中，但现在已经完成了。”
即使是研究这门科学本身也有其自身的危险。科学家们没有办法在足够大的规模上进行测试地球工程方案，以提供可靠的数据，而又不会使全球广大地区面临副作用的风险。
对于罗格斯大学的哲学家马丁·邦兹尔来说，这种困境使得现在的地球工程与其说是道德问题，不如说是方法论问题。
邦兹尔说：“进行实验以充分回答风险和收益的平衡是否值得尝试地球工程将极其困难。”他研究过地球工程，并且是皇家学会召集的伦理小组的成员，该小组旨在探讨地球工程的道德影响。
然而，几位科学家认为，我们需要尝试。地球工程能力对于降低气候风险和减排的必要性一样重要。
许多研究人员担心，工业排放已经将地球推到了气候变暖的所谓“可容忍窗口”之外。全球平均气温已经比工业化之前升高了1摄氏度，考虑到自然循环中的时间滞后，另外1摄氏度的升温可能已经购买但尚未交付。大气中的二氧化碳浓度已经比过去210万年中的任何时候高出40%，北极的升温速度比任何人预测的都要快，而且科学家们已经在全球范围内报告了主要物种的衰退。
科学家们说，为了将气候保持在人类存在的大部分时间里所知道的这个窗口内，工业化国家的排放量需要在未来几十年内下降80%或更多。联合国今年12月在哥本哈根举行的气候谈判旨在建立一个框架来实现这一减排，但气候分析师几乎没有看到任何协议很快就会出现的迹象。
但是，无论哥本哈根会议的结果如何，行星工程都可能仍然是社会未来的一部分。首先，邦兹尔说，即使严格执行可行的国际条约，大气中的二氧化碳水平最终也会高于商定的水平，这是一个所谓的“超调”，可能会使气候超出可容忍的窗口，并产生灾难性的后果。其次，他补充说，“即使达成协议，如果人们认为世界真的会遵守协议，那他们就太天真了。”
实际上，由于社会控制排放的主要策略效果不佳，而且气候可能比科学家和政策制定者认为的对排放更敏感，因此后代将不得不接受地球工程。
维克多在最近发表在《牛津经济政策评论》上的一篇文章中写道：“通过减排来实际阻止全球气候变化的政治是令人讨厌、野蛮和无休止的。相比之下，地球工程以看似很小的成本提供了及时的好处。”
这些好处是具有欺骗性的。而且，维克多强调说，其中存在许多风险。
如今，大多数方案都侧重于增强地球的反照率或反射率，部分原因是它在技术上可行、便宜且相当容易逆转或撤销。
更多的云层会反射光线，因此有些人建议向天空喷洒海水，希望气溶胶能够增强云层的形成。但这可能会改变降雨模式，并带来干旱的风险。其他人建议将每个屋顶都漆成白色。但邦兹尔说，这最多只能抵消两年的排放量。
如今，最受欢迎的选择是将反射阳光的硫颗粒注入高层大气，这仅仅是因为，正如维克多指出的那样，每隔几十年火山就会验证科学家的理论。此外，它也很有吸引力：该选项可以快速部署，而且科学家们推测，这将导致快速的气候响应。
1991年，皮纳图博火山的爆发向大气中喷射了1000万至2000万吨的二氧化硫和其他细颗粒，高度达到40公里。爆炸发生一年后，仍有一半以上的颗粒漂浮在高层大气中，反射阳光并使地球降温0.5摄氏度。
邦兹尔引用估计数据，表示花费10亿美元，一支由10架改装后的747飞机组成的机队就可以向平流层注入足够数量的硫，以达到类似的效果。其他估计值更高，接近500亿美元。无论如何，邦兹尔说，“就时间和投资而言，这都是微不足道的。”
但是，存在限制。这些颗粒会在一两年后沉降下来，需要不断维护。随着硫浓度的增加，天空会变白，而且大气在臭氧消耗和酸雨成为问题之前只能容纳这么多。
而真正的成本是隐蔽的。
在几乎每一种地球工程方法中，一些人群受益，而另一些人群受害。研究表明，通过向高层大气注入硫来提高地球反照率的努力可能会使数亿人（主要在热带地区）因降雨和河流流量模式发生变化而遭受干旱。
“80 亿人可能会过得更好，而 10 亿人可能会过得更糟。这是一个有趣的道德困境，”Bunzl 说。在皮纳图博火山爆发后，美国国家大气研究中心的研究人员发现许多地区，特别是热带地区的降雨和河流模式发生了巨大变化。1783-84 年冰岛拉基裂缝的爆发改变了亚洲和非洲的季风，足以在非洲、印度和日本引发饥荒。
“这是一个问题，但我不认为这是一个致命的反对意见，”Bunzl 补充说。“我不是想轻描淡写，但有很多细节：他们会变得多糟？是否有任何可以抵消的努力？以及许多其他问题。”
【10 月份，国际食物政策研究所发布了一份报告，发现如果没有任何改变，到 2050 年，发展中国家的某些作物产量可能只有 2000 年水平的一半。】
也许这就是对地球工程的主要担忧：任何修补都可能导致问题，而这些问题又会导致更多的修补，如此下去，直到形成一个复杂且最终难以消化的解决方案大杂烩。一旦开始某项工作，即使是反对者也可能很难证明放弃的合理性，因为未能保持地球工程的遮蔽措施可能会导致更迅速和灾难性的变暖。“没有神奇的灵丹妙药，”维克多说。
迄今为止，几乎所有的地球物理分析都集中在简单的地球工程选择上，例如调整行星反照率，这些选择在实践中不太可能部署。维克多补充说，一个更现实的地球工程遮蔽措施可能非常复杂：除了积极努力抵消生态副作用、海洋酸化以及简单的一级地球工程系统无法纠正的其他危害之外，还需要进行反照率修正。
这个困境中包含一个核心问题：谁来设置恒温器？
“我最大的担心是我们将要控制地球，”卡尔加里的基思说，“世界上的一部分人希望以不同于另一部分人的方式来运转地球。”
“如果一个人以不同于另一种方式调整旋钮 - 或在一个旋钮之上添加一个旋钮 - 这可能是一场真正的灾难。”
但基思指出，社会已经在各种地球控制方面投入了大量精力。大气中的碳含量接近自北极无冰、鳄鱼在北加利福尼亚漫游以来从未见过的水平。入侵物种正在横行整个生态系统。转基因植物产生生物燃料和更强大的粮食作物。
“你可以在这个星球上走动，很少有地方没有受到人类的严重影响，”基思说。
“这并不是说我们应该做更多的（工程），但你需要有一些看法。”
鉴于此，Bunzl 和基思并不太担心地球工程的后果。Bunzl 说，这实际上只是一种权宜之计——最多可以争取 50 年的时间来脱碳经济。
他们说，真正令人担忧的是，如果社会未能减少排放，并且没有办法缓冲地球免受所有这些气体的影响，会发生什么。
“我们面临着一个岔路口，”Bunzl 说。“我们必须脱碳。我们可以选择地球工程来脱碳，或者我们可以在没有选择的情况下脱碳。”
“认为我们将在中国和印度设想的时间表内获得所需数量的清洁能源，这远非显而易见——客气地说，”他说。
“我们将在国际治理方面面临关于谁做什么的危机。”
本文最初发表于The Daily Climate，该网站是由非营利媒体公司环境健康科学出版的气候变化新闻来源。