两项旨在通过向大气中部署微小颗粒来减缓全球变暖的实验计划引发了一场国际辩论,讨论是否应允许在没有任何形式的政府审查的情况下进行此类测试。
这些实验是由一些科学家计划的,他们担心美国政府和其他国家没有足够的能力在世界达到危险的“临界点”之前迅速采取行动来减少温室气体。他们说,这些行星变化的阶段可能会加速升温效应,甚至可能达到危及生命的程度。
参与辩论的人们对于在华盛顿大学和哈佛大学计划进行的实验意见不一。加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的大气和气候科学教授V.“拉姆”·拉马纳坦博士是今年秋天在联合国发布的一项研究报告的作者之一,该报告试图扩大对潜在气候灾难的讨论(气候电讯,9月15日)。
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拉马纳坦担心“扰乱云层”。在华盛顿州计划进行的测试包括用盐水气溶胶来“增亮”云层。这可能会将更多的太阳热量反射回太空。
拉马纳坦说:“我担心扰乱云层的问题在于,它们可能会扰乱大气环流模式,从而‘减少降雨’,尤其是在热带地区。” “这是所有[气候]模型都认同的一件事。”
他认为拟议的哈佛大学实验几乎没有危害,该实验将使用一个大型充氦气球,携带一个装有仪器的吊舱,以短暂跟踪平流层中人为气溶胶的羽流(气候电讯,6月14日)。但是,联合国秘书长的前高级气候变化顾问亚诺什·帕斯托尔正在发起一场运动,呼吁“暂停”任何未来旨在冷却地球的哈佛研究的部署。
“太阳能工程提出的伦理挑战是深刻的,”帕斯托尔说,他是一位前匈牙利外交官,现在是卡内基气候地球工程治理倡议的负责人。该组织希望在更好地了解风险和收益之前,不要进行任何大规模的关于他所谓的“太阳能地球工程”的实验。
帕斯托尔指出,目前,没有国家或国际机制来监测此类实验,这些实验可能会对世界各地的天气和气候造成不均衡的区域影响。“我们认为,一个国家或一小群国家,甚至是一个富有的个人,有可能在没有治理的情况下实际部署太阳能工程,”他说。
他的团队正在寻求答案的最困难和最具争议的政治问题之一是:谁控制全球恒温器?“我们需要尽快行动起来,”帕斯托尔说,“因为这些技术出现的比我们想象的要快。”
改变地球大气的实验并非新鲜事。自工业时代开始以来,它们就一直在进行,通常是出于其他意图的副产品,例如改善交通运输,或一系列其他留下明显化学痕迹的努力。
其中包括悬挂在平流层中的珠光云,它们是过冷水、冰晶和硝酸的混合物。它们是工业污染产生的各种化合物(如硝酸氯和盐酸)分解的结果。它们具有自己怪异而令人不安的美。有些人称它们为“珍珠母云”,但它们也有阴暗的一面,可以与阳光反应释放氯,从而损害地球的保护性臭氧层。
1960年代航天卫星的出现揭示,跨越海洋的船只排放的污染物中含有烟尘和其他物质的颗粒,水蒸气会附着在这些颗粒上。这产生了长长的管状人造云,这些云经常悬挂在海洋上。在交通繁忙的航线上,由此产生的“船舶尾迹云”的缠绕有时类似于一盘意大利面。
到目前为止,控制地球恒温器的是大自然。她还进行了最冒险的冷却实验。其中之一是1991年6月爆发的菲律宾皮纳图博火山,它向平流层喷射了超过1000万吨的二氧化硫,二氧化硫在平流层环绕地球并使太阳光变暗。据估计,在1991年至1993年间,全球平均气温下降了近华氏一度(摄氏0.5度)。
这一成就激发了哈佛大学一个跨学科研究小组的研究,他们称之为“平流层受控扰动实验”,这是一项基于气球的实验,目的是看看科学家是否可以在平流层中制造出重量不超过2.2磅的小云,这些小云由各种气溶胶组成。目标是测量其影响并评估可能发生的化学变化。项目赞助商表示,他们已经筹集了资金,明年将在亚利桑那州进行首次实验。
哈佛大学环境中心主任丹尼尔·施拉格解释说:“我不会将此夸大为一个大型地球工程实验。” “这实际上是为了试图了解颗粒在平流层中的行为方式。”
“是的,”他承认,“它具有应用于地球工程的潜力,但这只是一个小的过程开发现场实验。” 施拉格说,因为如果美国不这样做,其他国家可能会尝试更广泛的地球工程实验,“我希望看到加速研究计划,以便人们了解这一点,并将一半或更多的资金用于弄清楚任何可能出错的事情。”
“在这里什么都不做是不对的,”他补充说。“也许地球工程是一个糟糕的主意,除了让气候变化发生,那会更糟。”
在华盛顿大学,研究人员更受船舶尾迹的启发。他们希望使用一种专门设计的喷雾器,由一艘海上船舶携带,来创建自己的尾迹。“海洋云层增亮项目”可能会从一种带有数百个喷嘴的专门设计的喷雾器中喷出数万亿个微小的海水液滴。然后,科学家可以检查对海洋上空低洼的选定云层的形成的影响。
希望这一过程可以“增亮”现有云层,使其将更多的阳光反射回太空,从而在各个区域冷却地球。其他地方的一些科学家推测,增亮变暖海洋上的云层可能会使其冷却到足以阻止飓风。其他人更进一步,开发了通过使用漂浮的发电机岛屿从波浪能发电来帮助阻止飓风的方法。他们将为泵提供动力,通过从易发风暴地区的深处抽出较冷的水来削弱超级风暴的力量。
但是,当前实验室的现实并不那么冒险。“我们仍然处于这项技术是否会奏效的领域,”华盛顿大学大气科学教授罗伯特·伍德指出。
“我们认为[气候]模型可能高估了气溶胶对云层的影响,但我们无法复制我们认为重要的一些关键过程。我们只是没有能力在大气中进行许多受控实验。对我来说,作为一名物理学家,进行受控实验的想法非常强大,”伍德补充说。
与每天在海洋上空制造人造云的约30,000至50,000艘船相比,华盛顿大学的实验似乎很小。此外,它将控制它要喷洒的气溶胶。“我们可以将其关闭并将其移到我们想要的位置,”伍德说。
该大学已与联邦机构联系,以帮助该项目融资。“目前正在讨论中。没有任何官方消息,但有一种感觉,我们应该对此采取一些行动,”伍德说。他有些担心卡内基关于国际治理的提议可能会在他们发现喷雾器是否有效之前就延迟实验。
“你可以管制某事,使其永远不会发生,对吧?”他问道。
华盛顿大学的科学家与哈佛大学一样,已将其他许多部门的人员纳入了关于拟议实验的讨论中。华盛顿大学的哲学教授斯蒂芬·加德纳甚至从中写了一本书:《完美道德风暴:气候变化的伦理悲剧》。
“有些人建议我们等待,以便我们可以进行不会适得其反的万无一失的测试,”加德纳说。“不会有任何神奇的方法可以使整个星球上的每个人都绝对受益。” 另一方面,他说:“没有哪个国家想在这方面处于不利地位。”
“谁来决定?”他问道。“谁负责?”
加德纳担心他称之为巨大的代际问题。老一代人可能会被哄骗,认为他们应该等待一个完美的气候解决方案。加德纳认为,这类似于英国在纳粹德国点燃第二次世界大战之前的几年里对绥靖政策的希望。
然后是年轻一代,包括他推动他们在哲学课上思考地球工程伦理的学生。他给他们做了“柯克船长测试”,以纪念《星际迷航》中的虚构宇宙飞船指挥官詹姆斯·T·柯克。该系列在50多年的时间里一直让国际观众着迷于科幻戏剧。
“我总是问我的学生,如果柯克船长带着来自未来几百年的、经过成功测试的技术出现,并且你确切地知道如何微调它们,而另一种选择是气候变化,他们会怎么做?”加德纳说。
“我发现大多数人都会愿意给柯克船长一个机会,”他补充说。“但一个大问题是,我们离柯克船长的世界还很遥远。而且,我们是否能够足够快地到达那里,使这些大型技术干预措施与我们面临的问题相关,这一点并不十分清楚。”
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