多年來,研究人員一直在思考,我們是否有一天能夠重新設計地球,減緩甚至暫停全球變暖。挪威最近的一項研究首次描述瞭如何做到這一點。
有很多方法可以嘗試對地球進行氣候工程改造,但其中許多方法都過於牽強,科學家們不確定它們是否在物理上可行,更不用說在物理上是否成功。海鹽氣候工程(SSCE)可能是最不復雜、最可行的選擇。
在這種情況下,特別設計的無人船將在海上航行,將海水噴灑到空氣中。水分會蒸發,留下海鹽顆粒,這些顆粒可能會被抬升到雲層中,增加其反照率或反射能力。
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上個月在《地球物理研究雜誌:大氣》上釋出的一項研究使用了三種不同的模型來執行相同的 SSCE 情景,其中在低緯度海洋中使用海鹽工程,以使大氣層頂部的輻射強迫保持在 2020 年的水平 50 年,然後在 20 年內突然關閉。
人們普遍認為這是第一項使用多個模型來確定特定地球工程實驗影響的研究——過去的大多數實驗只是假設輻射強迫已經降低,並對影響進行建模,而不是應用特定的實驗——並且它有一個值得注意的意外結果。
過去的許多研究已經確定,地球工程實驗在保持地球涼爽的同時,也會將地球的水文迴圈擾亂到危險的程度(氣候導報,11 月 6 日)。SSCE 研究發現,海鹽工程在減少低緯度海洋降水的同時,也增加了低緯度陸地地區的降水。
奧斯陸大學的氣象學家、該研究的合著者之一約恩·埃吉爾·克里斯蒂安松說,他對這個結果感到驚訝。
他說:“這與你只是降低太陽常數的簡單模擬截然不同,許多研究中都這樣做過。”
按照邏輯和科學的說法,一個更涼爽、經過地球工程改造的星球意味著更少的蒸發,從而減少降雨。但克里斯蒂安松說,他們的結果可以用季風環流來解釋,這種環流只在海洋區域冷卻時轉移到陸地。
他說:“這是一個有趣的結果,所有三個模型都同意這一點(結果)。”
他補充說:“我們試圖以一種更加物理現實的方式進行模擬——在現階段可以使用這樣一個術語的程度上。” “現在,這一切都屬於科幻小說。”
一個更簡單,但尚未實現實驗
對其他特定地球工程實驗的研究尚不成熟。除了 SSCE,科學家們還在研究平流層硫磺注入——將反射陽光的氣溶膠發射到空氣中,類似於火山爆發後的冷卻效應——以及捲雲變薄,即將雲層的頂部變薄,這會對地球產生變暖效應。
克里斯蒂安松說,科學“還沒有真正找到答案”,哪些實驗可能更有效,但 SSCE 是早期的領先者。它不僅可能更便宜——您只需為船隻付費,並在比硫磺注入或捲雲變薄更低的高度注入海水——而且它也可能更區域性化。如果它更區域性化,潛在的副作用可能更容易控制。
他說:“雲層在空間上更加不均勻,而如果你向平流層注入東西,它往往會迅速擴散開來,至少在一個半球或可能是整個地球上。”
奧斯陸的實驗在整個低緯度海洋上測試了 SSCE,克里斯蒂安松說,工程可以更加區域性化,但他不確定不同程度的海鹽工程會對降水產生什麼影響,或者它們的“終止效應”。
正是出於這個原因,瞭解地球工程實驗之間的反應差異非常重要,太平洋西北國家實驗室的氣候建模師本·克拉維茨說,他幫助執行國際地球工程模型比對專案。
他說:“當人們談論‘地球工程’時,他們的說法不夠具體,因為您可以透過工程改造方式獲得截然不同的答案。”
減少溫室氣體排放仍然是首要任務
終止效應是地球工程實驗如何不同一個例子。
克拉維茨在 GeoMIP 過去幫助進行的一項研究發現,輻射強迫的突然終止將導致全球變暖有效地加速,以彌補其損失的所有時間,將 50 年的變暖壓縮到 5 年或 10 年(氣候導報,11 月 27 日)。
克里斯蒂安松和他的團隊在他們的模型中加入了類似的情景。在進行了 50 年的 SSCE 之後,他們模擬了突然結束實驗,並觀察了接下來 20 年會發生什麼。
結果是:地表溫度迅速升高,尤其是在北極地區,那裡的 9 月海冰覆蓋率減少了 25%。
目前,關於地球工程的未解問題多於已解問題。克里斯蒂安松計劃對 SSCE、平流層硫磺注入和捲雲變薄進行更多的建模研究。科學家們希望在未來幾年內更多地瞭解特定氣候工程方法的影響,但即使如此,也只能使我們走到這一步。
克里斯蒂安松說:“目前真正的問題是溫室氣體排放;它們必須減少。”
“我希望我們永遠不必進行(地球工程),因為即使我們發現它是可行的並且可能奏效,它仍然是一種絕望的解決方案。這不是我們應該採取的方式。”
經環境與能源出版有限責任公司許可,轉載自氣候導報。www.eenews.net, 202-628-6500