由于应对气候变化步履蹒跚,欧盟正在考虑以遮挡太阳的方式来应对。媒体记者获得的一份文件草案显示,欧盟将宣布一个框架,用于评估地球迅速变暖对安全的影响,例如水资源或食物稀缺引发冲突和移民的可能性。该评估的一部分包括研究重新设计大气层的潜在危险。该文件称:“欧盟将支持国际社会全面评估气候干预措施的风险和不确定性努力,包括改变太阳辐射。”
如果其他措施无法阻止全球变暖,欧盟可能不得不遮挡阳光。据报道,人们越来越担心各国将超出全球变暖限制设置的目标值,这种大规模的干预措施,是随着科学的进步而出现的。不过,有批评者表示,此类努力,充其量只是分散了人们对解决全球变暖的主要诱因即排放量增加的注意力。他们警告说,在最坏的情况下,这些大规模干预措施可能会产生不可预见的副作用,例如改变重要的降雨模式。一些科学家呼吁就此类解决方案达成国际不使用协议。
美国媒体说的遮挡阳光,是平流层气溶胶注入(stratospheric aerosol injection,SAI),不是搞个遮阳伞、遮阳板,发射到太空。具体一点说,就是把硫酸盐气溶胶,送到平流层,遮挡阳光。灵感来自火山喷发,把硫酸盐喷到了平流层。1991年菲律宾皮纳图博火山爆发,大量形成硫酸盐气溶胶,在天空中形成白色雾霾,减少到达地球表面的太阳辐射量,并迅速将其吸收的热量散失回太空,另外还形成了大量较小的水滴增加了云的反照率,最终导致北半球的平均温度在随后的15个月里下降了约 0.5℃。
欧美有很多团队研究这种事情,比尔盖茨的基金会也在支持。(1)系留气球。(2)民用飞机:改装波音 747–400 、湾流 G550/650、C-37A 等民用飞机。(3)军用飞机:F-15 Eagle 的 F15-C 变型,飞行高度不错,但有效载荷有限。 KC-135 tratotanker 和 KC-10 Extender 等军用加油机更好,飞行高度够,有效载荷也大。
(4)火炮:肯定行,但是有污染,而且发射有效载荷的推进剂不便宜。Railgun artillery(轨道火炮?)倒是无污染。研究者们也讨论了注入位置的纬度和分布。虽然近赤道的注入方式方便颗粒进入布鲁尔-多布森环流的上升段,但一些研究得出的结论是,更广泛、更高纬度的注入方式似乎更好。另外,在单一经度上集中注入颗粒物,可以减少现有颗粒上的凝结,从而更好地控制所产生的气溶胶的尺寸分布。
优点就是模仿自然过程:平流层硫酸盐气溶胶是由现有的自然过程产生的,尤其是火山喷发,而且其影响已通过观测进行了研究。这与其他更具推测性的太阳能地球工程技术形成鲜明对比,比如太空遮阳伞。技术可行性高:与其他提出的太阳能地球工程技术(例如海洋云增亮)相比,许多所需的技术是存在的,硫酸盐颗粒物制造、炮弹、高空飞机、气象气球等。未解决的技术挑战是,如何以受控直径提供具有良好散射特性的材料。
见效快:平流层气溶胶注入,可以快速见效,并且能够为碳封存项目(例如二氧化碳空气捕获)的实施赢得时间,并且可以长期发挥作用,当然需要持续注入。成本低:有研究表明,将 500 万吨反照率增强气溶胶(足以抵消下个世纪的预期变暖)输送到 20 至 30 公里的高度,每年的成本估计为 20 亿至 80 亿美元。相比之下,气候损害或减排的年度成本估计在 2000 亿美元到 2 万亿美元之间。
首先需要在地球和太阳之间找到一个相对地球和太阳静止的点,因为我们必需保证屏障在绕太阳公转时始终位于地球和太阳之间。这样的点存在吗?答案是:存在!这里先介绍一下数学上的拉格朗日点。在地球和太阳之间有一个引力稳定点 L1,它是五个拉格朗日点中的一个。在拉格朗日点上,地球和太阳的引力互相抵消了,两个引力的合力恰好是零。
多项研究表明,在 20 世纪 50 年代至 80 年代,到达地表的阳光量每十年下降约 4-5%,然而这种趋势(全球变暗)在 20 世纪 90 年代开始逆转,与人为硫酸盐污染的减少一致,同时气候变化加速。美国东部等地区随着大量空气污染的减少,从与全球趋势相反的降温变成了全球变暖热点。这与降低PM2.5,导致臭氧浓度上升,使粮食减产,有异曲同工之妙。
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