在科學家為應對全球變暖而提出的眾多策略中，太陽地球工程可能是最具爭議性的策略之一。
至少在理論上是這樣。
這個想法相對簡單：將反射性氣溶膠噴射到大氣中，將陽光反射離開地球並冷卻氣候。但一些模型研究表明，該策略可能會導致意想不到的後果，包括對降水、水文、風暴和其他天氣事件的影響。
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這個概念目前僅是一個假設性的建議。但隨著全球減少溫室氣體排放的努力越來越落後於科學家認為為防止未來災難性升溫水平所需的行動，它正日益受到關注，成為其他氣候行動的可能補充。
現在，新的研究可能會減輕一些對太陽地球工程副作用的擔憂——或者至少它可以鼓勵對該主題進行更多研究。
本週發表在《自然-氣候變化》雜誌上的一項研究表明，將地球工程控制在一定限度內應能防止對諸如供水、風暴和極端降水等因素產生不良後果。該研究依賴於一種情景，在該情景中，部署的太陽地球工程量可能僅抵消一半——而非全部——如果大氣中二氧化碳水平翻倍將發生的變暖。
哈佛大學氣候與地球工程研究員、主要研究作者彼得·歐文說：“之前的許多研究都致力於解決是否可以抵消一切的這個問題。”“他們得到的一些結果實際上是做得太多的結果——有點過頭了。”
假設太陽地球工程強度更高的研究傾向於發現可能會出現不良副作用。一些擔憂包括極端降水和洪水可能在某些地方增加的風險，而其他地區可能會遭受乾旱增加——並且這些影響可能比對氣候變化完全不採取任何措施所預期的變化更糟。
另一方面，在新的研究中使用的“半變暖”情景中，研究表明太陽地球工程不應導致任何與水有關的變化比不使用地球工程的情況更糟。
哈佛工程師和地球工程專家、共同作者大衛·基思認為，這是一個“劑量決定毒性”的案例。
該研究依賴於一個高解析度模型，該模型特別擅長模擬颶風和極端降雨。作者調查了少數幾種潛在的氣候結果，包括平均和最高溫度、年最大降水量以及給定區域的總可用水量，定義為降水量與該區域蒸發的水量之比。
他們按區域評估了世界各地的結果，將全球劃分為政府間氣候變化專門委員會在其區域氣候影響分析中使用的相同分段。在每種情況下，他們都評估了氣候影響是否因太陽地球工程而加劇——也就是說，是否比在不採取緩解氣候變化措施且不進行地球工程的情況下更糟。
他們發現，沒有哪個地區看到任何這些變數因太陽地球工程而惡化。
研究人員還對全球範圍內的颶風和颱風強度進行了考察。他們發現，在全球範圍內，風暴強度不會惡化——事實上，地球工程實際上會抵消氣候變化對颶風強度的很大一部分影響。
基思表示，這些發現並非完全是新的。之前的研究表明，如果應用適當水平的地球工程，也會出現類似的結果。他說，只有在假設更高水平的部署時，負面後果才會真正開始顯現。
他對 E&E 新聞說：“我們的研究並非顛覆了之前的研究結果——事實上，它更好地加強了之前的研究結果。”“但希望它能幫助人們認識到，研究結果與人們談論的內容之間存在很大的脫節。”
不確定的未來
埃克塞特大學氣溶膠與氣候博士後研究員安東尼·瓊斯在一封電子郵件中表示，新的研究“有效地證實，適度的太陽地球工程情景將改善大多數地區的氣溫和降水變化”。他補充說，這加強了繼續研究此事的理由。
不過，該研究並非完全真實地描繪了潛在的太陽地球工程情景——研究人員也承認了這一點。
首先，該研究透過簡單地調整到達地球表面的太陽輻射量來模擬太陽地球工程的效果。羅格斯大學氣候和氣溶膠專家艾倫·羅伯克認為，它並沒有完全模擬空氣中氣溶膠的效果，氣溶膠可能會產生額外的副作用，例如使大氣某些部分變暖、改變大氣環流或影響臭氧層。
研究人員在研究中得出結論，即使在半變暖情景下，就斷言地球上沒有哪個地區會經歷任何因地球工程而變得更糟的氣候影響，也“為時過早”。但這確實挑戰了這種結果是不可避免的，或者它們總是會超過益處的觀點。
一些專家仍然持謹慎態度。
羅伯克在一封電子郵件中說：“我不同意‘在太陽地球工程情景下，沒有哪個地區會明顯變得更糟’的說法。”“與什麼相比更糟？如果我們現在迅速開始減緩措施，即透過將電力轉向風能和太陽能，迅速將我們的二氧化碳排放量降至零，我們將比一切照舊的未來或採用地球工程的未來要好得多。”
新研究的作者謹慎地指出，地球工程並非旨在被視為替代減少溫室氣體排放的方案。相反，如果其他形式的氣候行動看起來進展不夠快，它可能會成為更標準的氣候行動形式的補充。
基思說，擔心這項技術可能被錯誤使用是合理的——例如，作為推遲其他形式氣候行動的政治理由。
他補充說：“但我不認為這有理由不更多地瞭解一些可能大大降低風險的事情，特別是對世界上最脆弱的人群而言。”
關於地球工程研究未來的問題可能確實正在達到一個關鍵時刻。世界各地的科學家和政策制定者開始討論未來地球工程實驗（包括潛在的實地實驗）應如何進行管理和監管，以確保它們安全且合乎倫理地進行。
基思本人正在幫助組織可能成為與地球工程相關的首次實地測試。該專案名為SCoPEx，旨在藉助高空氣球研究平流層中氣溶膠的影響。它可能從水開始，但可能會逐步發展到提議用於地球工程的其他型別的材料。
組織者強調，這些仍在規劃階段的實驗規模非常小，不會造成可預見的風險。但這個想法有助於引發關於如果研究人員對更大規模、更雄心勃勃的地球工程實驗產生興趣，或者如果這項技術達到政府可能實際考慮部署它的地步，將會發生什麼情況的討論。
10 月，國家科學院宣佈將成立一個委員會來研究太陽地球工程，並制定一套關於如何管理未來任何實地實驗的建議（Climatewire，2018 年 10 月 26 日）。上個月，美國國家科學院宣佈已任命了該委員會，由聯合國基金會和氣候與能源解決方案中心的蘇珊·比尼亞茲以及斯坦福大學伍茲環境研究所的克里斯托弗·菲爾德共同擔任主席。
與此同時，瑞士政府和其他 10 個國家制定了一項決議，呼籲聯合國環境規劃署準備一份關於包括太陽地球工程在內的各種形式的地球工程現狀的評估報告。該決議定於本週在內羅畢舉行的聯合國環境大會會議上提交。
其他組織也鼓勵聯合國開始考慮關於地球工程管理建議。去年 5 月，卡內基氣候地球工程治理倡議向聯合國環境規劃署委員會提交了一份簡報，強調需要就地球工程技術的監管達成國際協議（Climatewire，2018 年 5 月 23 日）。
這些倡議證明，無論是科學家還是政策制定者，國際社會對這項技術的未來日益增長的興趣，儘管它的未來仍然不確定。基思說，就目前而言，“我不認為你可以僅僅基於對政治誤用的擔憂而阻止對太陽地球工程的研究和知識的獲取。”
基思認為，即使這項技術在未來確實在大規模上變得可行，人類仍然必須致力於完全消除溫室氣體排放。
他說：“無論太陽地球工程有多好，你都不能永遠向大氣中排放二氧化碳，並期望氣候保持穩定。”
經 E&E 新聞許可，轉載自 Climatewire。E&E 在 www.eenews.net 上每日提供重要的能源和環境新聞報道。