本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
人類文明可能難以在諸如快速氣候變化、核戰爭或流行病爆發等全球災難中倖存下來。但想象一下，如果兩次災難同時發生，損害可能會更加嚴重。不幸的是，大多數研究一次只關注一種災難，因此我們對它們如何相互作用知之甚少。我和我在全球災難風險研究所的同事們開始填補這一空白，從一篇關於氣候工程和另一種獨立災難結合形成“雙重災難”的新論文[1]開始。這是一個嚴峻的前景，甚至可能導致人類滅絕，但我們也可以努力避免它。
讓我們從情景的開始說起。是的，氣候正在變化，我們已經看到了由此造成的損害。但正如他們所說，我們的星球才剛剛開始變暖。除非我們採取措施來降低氣溫，否則情況可能會變得更糟。一種可怕的可能性是，地球的大部分地區變得不適合哺乳動物居住[2]。（包括我們。）溫度和溼度變得太高，哺乳動物無法通過出汗來冷卻身體——即使有風吹——因此我們會過熱而死。透過繼續向大氣中排放溫室氣體，我們正在誘惑一個極其危險的命運。
令人擔憂的是，我們在減少溫室氣體排放方面進展緩慢，而且氣候變化的速度比以往任何時候都快。正因為如此，包括我在內的一些人對其他降溫方法產生了興趣，主要是透過工程改造地球。氣候工程（也稱為地球工程）有幾種方法。最流行的方法包括將微小顆粒放入大氣層，以將入射陽光反射回太空。我們放入那裡的顆粒越多，到達地面的陽光就越少，氣溫就會越低。如果它有效，它可以幫助我們避免氣候變化的最壞影響。
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但有一個很大的問題。這些顆粒不會僅僅停留在我們放置它們的大氣層中。它們會逐漸漂移到北極和南極，然後落到地面。這大約需要5年時間。因此，如果我們停止向大氣中排放顆粒，我們就會經歷非常快速的溫度升高，直到溫度最終穩定在沒有顆粒時的水平。這種快速的溫度升高比單獨的氣候變化快得多，而且會造成很大的破壞。
所有這些在氣候變化研究中都是公認的。我們的論文從這裡開始引入新的想法。首先，社會不太可能僅僅停止向大氣中排放顆粒，因為這樣做會造成很大的危害。如果我們對自己施加這種快速的溫度升高，那將是愚蠢的。然而，如果發生足夠大的災難，那麼我們可能會失去繼續進行氣候工程的能力。災難可能是像重大戰爭或疾病爆發之類的事件。如果這導致社會停止氣候工程，那麼快速的溫度升高將打擊已經因最初的災難而非常脆弱的人群。結果就是雙重災難，這對人類來說可能是毀滅性的。
下圖顯示了雙重災難的一種可能版本。顯示的溫度是根據先前使用氣候模型研究氣候工程的研究[3]改編的。曲線的細節取決於最初的災難發生的時間以及在最初的災難發生之前已經排放到大氣中的溫室氣體量。大氣中的溫室氣體越多，當氣候工程停止時，溫度升高幅度越大、速度越快。
- 雙重災難情景的一種可能版本。
它會有多大的破壞性？這是一個難以回答的問題。像這樣的災難以前從未發生過，因此我們沒有先前的經驗可以借鑑。我們可以使用氣候建模（如[3]中所示）來評估在我們停止向大氣中排放顆粒後氣候將如何變化。但關鍵問題是人類將如何應對。這仍然是一個開放的研究問題。目前，我特別擔心農業。總的來說，農作物對氣候條件很敏感[4]。如果溫度升高過快，那麼我們可能不知道在哪一年種植哪種作物最好。在重大災難之後，糧食安全無論如何都會是一個問題。快速的溫度升高會使這個問題更加嚴重。當然，沒有食物，人類就無法生存。所以我認為，在最壞的情況下，雙重災難可能會導致人類滅絕。
從雙重災難情景中可以吸取幾個教訓。最簡單的教訓是我們真的、真的需要減少溫室氣體排放。我們排放得越少，氣候變化就越小，我們就越不需要求助於氣候工程。如果我們確實嘗試氣候工程，較低的排放意味著，如果我們停止排放顆粒，溫度升高速度會減慢。減少排放將需要付出很多努力，但最終我相信這對我們的生活和經濟都很好，儘管化石燃料遊說團體有時會讓我們相信並非如此。一個好的開始是將氣候政策置於新一屆國會的議程首位，並且為此，最近關於政治策略的辯論（例如這篇和這篇）在我看來是有成效的。
第二個教訓是，如果我們確實實施氣候工程，我們應該將其設計為避免雙重災難。這可能意味著分散向大氣中排放顆粒的能力，這樣如果一個群體遭受災難，其他群體可以繼續。考慮到避免快速溫度升高有多麼重要，這可能是一個重要的步驟。或者，它可能意味著尋求完全不同的氣候工程方法。一種替代方案是將反射物體放入地球和太陽之間的軌道。這比使用顆粒要困難得多，但這些物體可以設計為即使在災難期間也能保持在原位。
也許最重要的教訓是，我們需要將多種災難放在一起考慮。氣候變化和例如流行病不是孤立的問題。但是，我們往往就它們進行單獨的對話。這是一個重大錯誤，正如雙重災難情景所證明的那樣。氣候工程可能能夠保持低溫，除非發生其他災難。因此，氣候工程是否是一個好主意取決於發生其他災難的可能性有多大，其他災難將如何影響我們繼續進行氣候工程的能力，以及它將如何影響我們承受快速溫度升高的能力。我們只有透過將所有這些放在一起研究才能回答這些問題。
可以肯定的是，瞭解當全球災難碰撞時會發生什麼是極具挑戰性的。每種災難本身就足夠複雜。為了我們物種的生存，我們應該迎接這一挑戰。
參考文獻
[1] Baum SD, Maher TM Jr., Haqq-Misra J. 雙重災難：社會崩潰導致間歇性平流層地球工程。 環境、系統與決策，即將出版。DOI 10.1007/s10669-012-9429-y
[2] Sherwood SC, Huber M (2010)。由於熱應激對氣候變化的適應性限制。《美國國家科學院院刊》107:9552–9555。
[3] Matthews HD, Caldeira K (2007) 行星地球工程的瞬態氣候-碳模擬。《美國國家科學院院刊》104:9949–9954。
[4] Tubiello FN, Soussana JF, Howden SM (2007) 作物和牧場對氣候變化的響應。《美國國家科學院院刊》104:19686–19690。