如果減少碳排放未能阻止氣候變化，我們可能有一天可以選擇將反射鏡衛星送入太空，或者在平流層中填充反光粒子來阻擋太陽光線。
一項新的研究表明，這些措施可以顯著冷卻地球。但研究人員警告說，如果它們不起作用或突然停止，可能會使情況變得更糟。
“據我所知，這是首次對地球工程方案進行世紀尺度、時間相關的模擬，”加州斯坦福市卡內基科學研究所全球生態系的 Ken Caldeira 說，他是本週發表在《美國國家科學院院刊》上的這項研究的資深作者。地球工程是指旨在改變地球氣候的活動，可能包括阻擋太陽、大規模重新造林和將二氧化碳封存在海洋中。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞報道 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保關於塑造當今世界的發現和有影響力的故事的未來。
首先，Caldeira 和他的同事生態學家 Damon Matthews 構建了一個模型，以確定如果二氧化碳排放量繼續以目前的速度增加，全球氣候會發生什麼變化。他們的發現是：到 2100 年，地球表面溫度將比 1900 年平均升高 3.5 攝氏度（6.3 華氏度），北極部分地區的溫度將升高多達 6 攝氏度（10.8 華氏度）。
接下來，這對研究人員模擬了在 2000 年至 2075 年之間的某個時間新增地球工程方案的效果，這將導致照射到地球的輻射量均勻減少。作者的模型預測，熱帶地區的溫度會略微下降（下降 0.35 攝氏度或 0.63 華氏度），而北極的溫度會上升 1 攝氏度（1.8 華氏度）。換句話說，地球的平均溫度與 1900 年相比不會有太大變化。
“積極的結果是，您可以隨著二氧化碳的增加而增加地球工程，”Caldeira 說。“在十年內，您將獲得地球工程方案的大部分冷卻效果，在二十年內，您將獲得全部效果。”
氣候調節模型還表明，降雨量也可以被操縱。如果沒有干預，持續變暖的海洋將導致海洋上空降雨增多，而大氣中二氧化碳的增加將減少植物蒸發的水量，導致熱帶地區降雨減少。如果部分偏轉太陽光線，海洋就不會變暖，只會影響熱帶降雨，使總降水量比變暖情景下減少約十倍。
Caldeira 和 Matthews 還模擬瞭如果地球工程方案在最初降溫後停止或失敗的情況。他們發現，其效果類似於暫時在地球恆溫器上加裝一個人為的上限。“如果地球想變暖四度，”Caldeira 說，然後“系統失敗，氣候系統的快速響應時間意味著您將受到所有變暖的影響。” 他警告說，在這種情況下，可能導致地球以高達目前變暖速度（每十年 0.2 攝氏度或 0.36 華氏度）的 20 倍的速度快速變暖。
“這裡缺失的資料是假設我們將使我們的政策完全依賴於氣候模型，”加州大學歐文分校研究地球工程的物理學家 Gregory Benford 說。他主張對這些型別的方案進行更多實驗，以確定風險和收益，並指出他不相信如果地球工程方案因政治或其他原因失敗或突然停止，後果必然會很嚴重。“您一直在阻擋一個微分，因此變暖速度會加快，”Benford 說。“但是，您剛剛有 20 年的時間可以嘗試做其他措施，例如減少碳排放。”
Caldeira 說，無論如何，地球工程可能不是控制氣候變化的首選。“規避風險的策略，”他說，“是減少排放。”