太阳地球工程:地球的镇痛剂?( 二 )


吊舱在运动时速度可以达到每秒几米 , 完整测量一次1公里长的扰动气团大约需要十分钟 。 因此 , 高空气球的优势在于 , 通过它可以人为创造少量受控的平流层空气 , 并在24小时内多次观察扰动气团的演变 。 (如果使用的是飞机而不是气球 , 实验将无法实现如此小的扰动体积 , 也无法长时间观察它的演变 。 )
气球成功达到距离地面20公里左右的平流层后 , 伴随着螺旋桨的运动 , 仪器将释放出非常少量的颗粒物(小于2千克 , 碳酸钙颗粒等无毒害的矿物质 , 曾考虑水滴颗粒物作为前期测试)[1] 。 这些颗粒物极其微小 , 也被称为气溶胶 。 随后 , 吊舱上配备的其他仪器将测量扰动气团的变化 , 包括气溶胶密度、气溶胶光学性质 , 以及气溶胶在平流层上的化学过程等 。
太阳地球工程:地球的镇痛剂?
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图2SCoPEx高空气球运行示意图|图源[3]本文作者有修改
该项目的研究人员表示 , 测试不会对人员或环境造成危害:测试排放的颗粒物相比于飞机、火箭等的排放要少得多 , 而且测试仅局限在平流层的一个很小的区域(几平方公里)[1] 。
SCoPEx最初计划于2021年6月在瑞典测试 , 本将成为太阳地球工程相关的首批现场测试之一 。 但在首次试飞前四个月 , 迫于瑞典居民和环境组织的压力 , SCoPEx宣布项目延期 , 何时重新启动尚没有明确消息 。 环境组织反对的主要理由是太阳地球工程“可能会对社会经济系统造成不可逆转的变化”[4] , 降低人们的减排积极性 , 从而成为减排政策的绊脚石 。
尽管科学家们认为这项研究的直接风险可以忽略不计[5] , 因为实验总计播撒的碳酸钙等无毒害物质不到2千克 , 比普通客机每分钟排放的物质还要少;而且实验范围也只有几平方公里 。 反对者仍认为 , SCoPEx可能会产生很多其他问题 , 太阳地球工程的第一个现场实验会像是打开了“潘多拉魔盒”:研究太阳地球工程 , 也许会导致人们越来越倾向于实施太阳地球工程 。
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为什么要提出太阳地球工程?
关于SCoPEx项目的种种争议不免让我们思考:为什么各国科学家都在尝试探索太阳地球工程?
如今 , 由温室气体(主要是二氧化碳)浓度升高造成的气候变化威胁人类生产 , 甚至可能改变人类文明的进程 。 应对措施主要分为两大类——减排和适应 。 减排是必要而根本的措施 , 主要的国际气候协议和气候谈判 , 比如1997年的《京都协定》、2009年的《哥本哈根协定》和2016年的《巴黎协定》都以减排为中心;适应则旨在降低应对气候变化系统风险的脆弱性 。
但是 , 现阶段的科学研究和各国实际的减排行动表明 , 我们无法在短时间内将二氧化碳排放削减到安全限值 , 阻止气候变化的危险性后果;也无法仅通过适应措施 , 完全抵御很可能发生的气候危机[6,7] 。
在这种背景下 , 有没有一些新的、更大胆的方法可以让地球更快地降温 , 并为我们摆脱化石燃料争取更多时间?地球工程就是作为这样一剂暂时的镇痛剂 , 进入学界视野的 。
目前有两种主要的地球工程思路:一 , 从大气中移除二氧化碳 , 以降低大气的保温能力;二 , 将更多的太阳光反射回太空 , 以减少地球吸收的热量 。
第一种方法被称为“碳地球工程” 。 有些碳地球工程中的方法 , 比如碳去除 , 因为可以直接减少大气中的二氧化碳 , 已经被学者普遍认为是我们需要采取的气候变化应对措施[8] 。 但这种方法在实施上仍具有很大挑战性 , 以“碳捕集与封存”技术为例 , 不仅成本高昂 , 而且需要占用大量的土地[9] 。