美国政府的“太阳能地球工程计划”与散向大气层中的化学粒子_互联网资讯_

白宫正在造定一项研究方案，该方案将为科学家若何研究更具争议的匹敌天气变革的办法之一：太阳能地球工程(solar geoengineering)供给指点和造定尺度。

其根本设法是：人类也许可以有意识地“调整”天气系统，向太空释放更多的热量，为本来正在变暖的地球“降温”。

此举以前从未报导过，标记着美国联邦政府初次停止此类勤奋。它能够为更多资金和研究此类干涉办法的可行性、好处和风险奠基根底。跟着全球气温上升，那一勤奋还可能有助于人们认识到，所谓地球工程是一个恰当和重要的研究范畴。

“太阳能地球工程”方案包罗一系列差别的办法，此中最受存眷的是利用飞机或气球来遣散平流层中的细小颗粒。从理论上讲，它们会反射足够多的阳光来缓解变暖，就像过去大规模火山发作的效果一样。一些研究小组还摸索了释放某些粒子能否会分离卷云，卷云会在地球上捕捉热量，或者使低处的海洋云更具反射性。

拜登总统于去年3 月签订的 2022 年联邦拨款法案，指示他的科技政策办公室与美国宇航局、美国国度海洋和大气办理局（NOAA）和能源部合做，成立一个跨机构小组来协调此类天气干涉办法的研究，并要求该小组创建一个研究框架，以“为太阳能地球工程研究的公共帮助工做供给通明度、参与和风险办理方面的指点”。详细而言，它指示NOAA撑持科学和手艺政策办公室造定一项5年方案，此中包罗确定该范畴的研究目的，评估此类天气干涉办法的潜在危害，并评估开展那项工做所需的联邦投资程度。

持久以来，“地球工程研究”不断是科学家的禁忌话题，有些人认为它应该继续连结下去。人们对潜在的情况副感化存在疑问，并担忧那些影响将在全球差别地域不平均地存在。目前尚不清晰世界将若何应对有关全球治理的棘手问题，包罗应该由谁来决定能否摆设那些强大的东西，以及我们应该把全球均匀气温的目的定在几。

但跟着天气变革威胁的增长，以及次要国度未能在减排方面获得快速停顿，越来越多的研究人员、大学和国度正在认实摸索那些办法的潜在影响。一些出名的科学团体以至呼吁造定更严酷的尺度来指点那项工做，或者投入更多的资金，或者两者兼而有之。此中就包罗美国国度科学、工程和医学科学院，该院去年就建议成立一个美国“太阳能地球工程”研究项目，在五年内停止1亿至2亿美圆的初始投资。

地球工程研究的撑持者认为，减排必需仍是更优先考虑的问题，他们说，我们应该摸索那些可能性，因为它们可能会有意无意地削减天气变革的危险。并指出，跟着热浪、干旱、饥荒、野火和其它极端事务变得越来越遍及或严峻，那些类型的天气干涉可能是敏捷缓解普遍的人类痛苦或生态灾难的少数手段之一。

研究形式

科学和手艺政策办公室在一份声明中证明，已根据联邦帮助法案的要求成立了一个跨部分工做组，包罗10个研究和使命机构的代表，包罗NOAA、NASA和能源部。

到目前为行，几乎没有联邦资金用于那一课题的研究。

哈佛大学的“太阳能地球工程”研究项目多年来不断努力于小规模的平流层气球尝试，已从威廉和弗洛拉•休利特基金会、阿尔弗雷德•p•斯隆基金会、比尔•盖茨和其别人那里筹集了资金。

在哈佛大学一层尝试室的一个长玻璃管里，有一个平流层的微型复成品。

他们希望停止一系列的科学气球飞翔，最后的飞翔将简单地评估飞机的设备和软件能否在平流层一般工做，那里的温度可能会骤降至零下50˚C以下，压力范畴从海平面的非常之一到千分之一。但在随后的发射中，研究人员还希望释放少量的粒子，那些粒子能够散射阳光。

在一个削减二氧化碳排放的速度太慢，无法避免灾难性天气变革的世界里，“太阳能地球工程”可能会博得一些效果。但大规模停止很可能会打乱全球的气候形式。其影响是不成预测的；在某些处所，它们以至可能是灾难性的。

若是那些发射被批准（仍是一个很大的假设），它们将是平流层的第一次地球工程尝试。不外，在气球分开空中之前，它们就已招致了痛批。

尝试有风险

通过在大气中漫衍粒子来冷却地球，使阳光变暗，并抵消由温室气体排放引起的部门变暖的设法是有先例的：大天然已经如许做了。

1991年皮纳图博火山(Mount Pinatubo)等大型火山发作向空气中喷射了数百万吨二氧化硫，在随后的几年里就降低了全球气温。燃煤电厂和船舶排放的二氧化硫也产生了可丈量的冷却效果。

但迄今为行所做的所有研究，除了少数小规模的破例，其余都是在计算机模子或尝试室尝试中停止的。

哈佛的科学家在2014年初次提出了所谓的SCoPEx尝试，其根本设法是发射一个拆有螺旋桨和传感器的气球，在大约一公里长的羽流中释放多达2公斤的亚微米大小的颗粒（一架贸易客机每分钟城市排出类似数量的物量）。

然后气球会扭转，从相反的标的目的渐渐地盘曲地穿过羽流。它的传感器将丈量粒子分离的范畴、若何与其它化合物彼此感化，以及反射几阳光。

COURTESY OF SCOPEX

将发现的任何工具都能够反应到计算机模子中，从而完美对喷洒数十万到数百万吨质料可能产生影响的理解。

在那一点上，研究团队希望在数年内停止一系列飞翔。起初，他们筹算释放一种碳酸钙粉尘(白垩的次要成分)，但最末研究人员想测试其它质料，可能包罗硫酸(那是火山释放的二氧化硫的副产物)。

但有些人仍是担忧，即便是那些有限的尝试也走得太远了。

上个月，由天气和行星科学家构成的出名组织---美国地球物理结合会(American Geophysical Union)也颁布发表，正在成立一个征询委员会，与其它全球组织合做，“造定一个道德框架，以指点天气变革干涉办法的研究和可能的摆设”，包罗“太阳能地球工程”以及从大气中去除温室气体的办法。

成立基线

迄今为行，NOAA次要帮助建模、监测和尝试室研究，重点是利用高空气球、飞机和其它东西更好地“领会”大气的基线构成，美国国度海洋和大气办理局地球辐射预算方案的监视研究化学家和项目司理弗罗斯特说，他是NOAA地球辐射预算方案的监视研究化学家和项目司理，负责监视那些项目。

那些勤奋能够帮忙研究人员领会当大气被分离颗粒的天然事务（如火山发作）改动时，前提是若何变革的，并可能使他们可以更切确地模仿成心干涉的影响。弗罗斯特说，跟着NOAA在世界各地开展额外的监测工做，同时也能够在某些国度或其他参与者推进大规模地球工程时供给一个事实上的早期预警系统。

美利坚大学(American University)碳去除法令与政策研究所(Institute for Carbon Removal Law & Policy)联席主任伯恩斯则认为，在停止户外尝试之前，应该测验考试就社会能否应该利用那种东西达成某种全球共识。

但对他来说，谜底能否定的：因为对情况的影响是未知的。办理如许一个东西的挑战是庞大的---一个国度单独停止太阳能地球工程，但所有国度城市遭到影响。后代可能被迫在数百年的时间里处置那些影响。并且在它完全被摆设之前，我们底子无法晓得它在全球范畴内的实正感化，而到那时，我们将面对任何干旱或其它危险，曲到影响消退。

就连瑞典绿色和平组织、生物燃料察看和其它组织称，“太阳能地球工程“是一项有可能招致极端后果的手艺，十分危险、不成预测、难以控造。”“没有理由测试和试验那些似乎过分危险而无法利用的手艺。”尤其在没有充实研究的情况下利用它将是“十分危险的”。

目前还不清晰那个跨部分小组的建议是什么，也不清晰他们在筹办建议时征询了谁或将征询谁。

地球工程治理专家、哈佛气球研究项目征询委员会成员塔拉蒂暗示，考虑到地球工程的全球性量和可能产生的各类影响，她希望美国的任何研究议程都能与世界其它国度认真协调、造定并施行。她认为，确保一个国度不合错误该范畴停止过度或片面的控造也是至关重要的。

“我的概念现实上十分强烈，我实的希望我们永久不会陷入不能不那么做的情况，因为我仍然认为那是一个十分可怕的概念，迟早会出问题。”

此外，研究议程应借鉴普遍专家的专业常识和概念，不只包罗科学家和手艺专家，还包罗社会学家、经济学家和政治学家，以及包罗更多样化的思维。

与此同时，欧洲科学家也已摸索了各类潜在的办法。在英国的DECIMALS基金已供给了近100万美圆的捐款，以帮忙开展中国度的科学家模仿太阳能地球工程的影响，项目包罗评估天气干涉对中东沙尘暴，南非干旱，孟加拉国水患和粮食平安以及南亚霍乱的潜在影响。

一家草创公司暗示，它已起头向大气中释放粒子，以“调整天气”。

近期，草创公司（Make Sunsets）声称，它早已发射了气象气球，试图在平流层中释放出反射性硫颗粒，那可能已逾越了“太阳能地球工程”范畴有争议的障碍。

“地球工程”是指通过向太空反射更多阳光来成心把持天气，模拟大型火山发作后发作的“天然过程”。从理论上讲，喷洒足够数量的硫磺和类似颗粒可能会“缓解”全球变暖。

将那些化合物释放到平流层在手艺上其实不困难。但科学家们大多（虽然不是完全）制止停止小规模的户外尝试。

目前尚不清晰能否有人在地球工程相关研究的布景下将质料注入大气的特定层？是因为它极具争议性。人们对那种大规模成心干涉的现实影响知之甚少，但它们可能会产生危险的副感化。某些地域的影响也可能比其它地域更严峻，以至可能会引发地缘政治抵触。

一些持久研究那项手艺的研究人员深感不安的是，Make Sunsets公司似乎在没有任何公家参与或科学审查的情况下从墨西哥的一个地点停止了发射，测验考试为将来的气球飞翔出卖“冷却积分”，而那些飞翔能够照顾更大的有效载荷。

1月13日，墨西哥政府颁发声明说，“制止并在恰当的情况下停行在该国停止的太阳能地球工程的尝试理论”。声明说：“反对那些天气把持是基于如许一个事实，即目前没有国际协议来处理或监视太阳能地球工程活动，那对少数人来说是经济上有利的出路，但对所谓的天气变革弥补来说是有风险的。

草创公司Make Sunsets不断在巴哈试验将二氧化硫释放到大气中，将阳光反射回太空并冷却地球。

Make Sunsets方案在1月份发射三个乳胶气象气球，释放10至500克二氧化硫，但该方案因仓皇和缺乏复杂性而遭到行业察看人士的普遍攻讦。

几位研究人员训斥了在那个早期阶段将“地球工程”贸易化的诡计。一些审查过该公司提案的潜在投资者和客户暗示，那不是一项庄重的科学勤奋或可靠的营业，而更多的是旨在引起该范畴争议的留意力。

Make Sunsets的结合开创人兼首席施行官伊斯曼认可，那项勤奋部门是“企业家精神”，部门是搬弄，是地球工程激进主义行为。

伊斯曼曾是Y Combinator的设想总监，在他看来，“那没什么道德不道德的。”重要的是“我们要尽可能快速和平安地完成那项工做并有利润可赚。”

卢克·伊瑟曼

时机还十分不成熟

该范畴的专家认为，如许的勤奋还为时过早，可能会产生与伊斯曼预期相反的效果。

该公司的行为加剧了人们持久以来的担忧，即一个对大气科学或该手艺的影响没有出格领会的“地痞”行为者，可能会片面选择对天气停止地球工程，而没有就如许做能否适宜或恰当的全球均匀温度应该是几达成任何共识。那是因为它（成本）相对廉价，手艺上简单，至少在体例上是粗拙的。

加州大学圣地亚哥分校的政治学家维克多十多年前就曾警告过那种情况。并引用了1964年詹姆斯•邦德片子中的金手指角色:“一个自称是‘地球庇护者’的绿手指……诡计靠本身的力量施行良多地球工程。”

一些察看人士很快就将“造造日落”活动与十年前的一路事务相提并论。其时一名美国企业家向海洋中倾倒了100吨硫酸铁，以繁衍浮游生物，帮忙鲑鱼数量增加，并从大气中吸收二氧化碳。攻讦人士称，那违背了国际上对所谓的铁施肥的限造，那在必然水平上是遭到越来越多出卖碳信誉额的贸易提案的启发。但也障碍了随后的实地研究勤奋。

Make Sunset的诡计强调了迫切需要成立普遍的监视和明白的规则，并帮忙确定能否或在什么前提下应该有一个社会答应来推进类似尝试或超越。

气球发射

按照伊斯曼本身的描述，前两次气球发射都十分粗拙。并说，那些事务发作去年4月份的下加利福尼亚州的某个处所。他向气象气球中注入了几克二氧化硫，并参加了他估量适宜数量的氦气，使它们进入平流层。