科学需要缩减碳足迹

研究产生的温室气体排放损害气候

大卫·普伦克特

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科学的价值是什么?对于许多研究人员来说,答案是“无价的”。这不仅仅是因为科学通过卫生、能源、电力和电信为现代生活奠定了基础,或者技术为我们提供了有用的东西。更重要的是,科学以一种超越物质利益的方式加深了我们对周围世界的理解。诗人威廉·布莱克在描述“一粒沙里看世界/一朵野花里见天堂”时,可能并没有想到科学,但他本可以想到。对我来说,科学最深层的价值在于它能让我们感受到与宇宙尺度和自然力量的联系。

尽管如此,科学可能很昂贵,最近一些研究人员对一项特殊的成本提出了具有挑战性的问题:碳足迹。大规模科学研究使用大量碳基能源,并排放大量温室气体,加剧了我们当前的气候危机。因此,即使科学家们正在帮助我们了解世界,他们也在对世界造成一些损害。

在最近对计算机科学的案例研究中,麻省理工学院的研究员史蒂文·冈萨雷斯·蒙塞拉特认为,该研究领域的环境成本,特别是计算机云存储和数据中心,是巨大且不断上升的。他认为,云是“碳食者”:一个数据中心消耗的电力可能与 50,000 个家庭相当。整个云的碳足迹比整个航空业还要大。


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研究中的碳问题绝不仅限于计算机科学。

大型天文观测站和太空望远镜也是主要的排放源。今年早些时候发表在《自然·天文学》杂志上的一项研究发现,在其生命周期内,世界领先的天文观测站将产生约 2000 万吨二氧化碳当量 (CO2e)。在宣布研究结果的新闻发布会上,作者表示,如果世界要实现到 2050 年温室气体净零排放的挑战,天文学家将不得不将其研究设施的碳足迹减少多达 20 倍。这可能意味着建造更少的大型天文台。当这些研究人员分析他们自己的设施,即法国图卢兹的天体物理学和行星学研究所 (IRAP)时,他们发现平均每人每年温室气体排放量为 28 吨二氧化碳当量,而法国公民平均每人每年排放量为 4.24 吨。

其他科学家则关注研究会议的碳足迹。气候科学最重要的聚会之一是美国地球物理联合会 (AGU) 的年会,通常在旧金山举行。气候建模师米兰·克洛韦尔和他的同事计算了 2019 年 AGU 会议的旅行相关碳足迹为 80,000 吨二氧化碳,约合每位参会科学家 3 吨。这个人均产出几乎与居住在墨西哥的普通人年产量相当。克洛韦尔提出了减少碳足迹的想法:将会议地点移至美国中部城市以缩短旅行距离,每两年举办一次会议,并鼓励虚拟参与。总而言之,这些改变可以将旅行足迹减少90% 以上。AGU 表示,它计划未来轮换地点并使用混合会议形式。

但正如对天文学和计算机科学的分析所表明的那样,扩大科学碳足迹的不仅仅是旅行,还有研究本身。艾玛·斯特鲁贝尔是卡内基梅隆大学的计算机科学家,她和她的同事在一个研究中得出结论——该研究尚未经过同行评审——从碳预算的角度来看,训练神经网络所消耗的极端能量“可能更好地分配给家庭供暖”。人们对生物信息学语言建模物理学也提出了类似的抱怨。

这是一个难以面对的现实。但是,随着防止气候灾难的时间越来越少,科学家们将不得不找到一种方法,用更少的能源做更多的工作。

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