為了給地球降溫,科學家們想出了很多清奇的思路
理論上可行。有一門學科叫做「地球系統工程」(Geoengineering), 是一門基於腦洞的科學。裡面有很多類似的讓地球降溫的奇思妙想,也不乏神經病。
先了解一下地球表面的溫度平衡是由什麼控制的:
太陽光來到地球,一部分被反射回太空,大部分被地球吸收,這是地表的能量收入。地球向外輻射(紅外線為主)則是地球的能量支出。地球表面溫度就建立在這樣一個動態平衡上。
要降溫,不外乎兩種途徑:
降低能量收入。可以通過炸掉太陽或者增加反射率等方式。
增加能量支出。可以通過降低溫室效應來實現。
地球系統工程學就是本著人定勝天的勇氣去實現這兩個目標。由於現階段技術水平無法對太陽做什麼手腳,因此能夠減少能量收入的思路都是如何讓地球反射更多太陽光,換句話說,就是如何讓地球變得更白更閃亮。全世界的腦洞科學家們已經提出了一系列的方法:
當中有兩個方法便是通過撒播「致冷劑」來實現的。他們是(1)平流層顆粒;(2)海上增雲。
平流層顆粒是目前看起來潛力十足最有希望的一種方法。它的靈感來自於 1991 年的皮納圖博火山噴發後的全球降溫。
1991 年菲律賓皮納圖博火山噴發
那年的火山送進了兩千萬噸的二氧化硫和大量顆粒物進入平流層。平流層是大氣中間的一層,特點是氣流平穩,幾乎沒有垂直方向的對流,因此大多數民航客機飛行也在平流層底部。二氧化硫和硫化氫在平流層會被氧化成硫酸鹽,形成氣溶膠顆粒。這些氣溶膠將太陽光散射,導致皮納圖博火山噴發的第二年全球平均氣溫降低了 0.5 攝氏度,也就是所謂的「火山冬天」。
頓時大家意識到這可以被我們利用。不過,如何將這千萬噸硫送上天呢?
被提出來的方法包括:(1)將航空燃油替換為廉價的富硫劣質油。(2)利用波音 747 或者 KC-10 等民用軍用大飛機投放。(3)利用炮兵將材料射進平流層。(4)製造巨大的氣球飛到高海拔:
每個聽起來都挺刺激的。若要對抗今天的溫室氣體效應,每年需要投放五百萬噸,花費在 20~80 億美元之間。
同時,往平流層播送硫也存在一些缺陷:(1)可能會造成臭氧層破壞;(2)氣溶膠會擴散開,因此每年要續費;(3)可能會改變大氣層序和水循環。
另一種播撒方案,也就是海洋增雲技術,則發生在平流層之下的對流層。2008 年,英國曼徹斯特大學的 John Latham 提出,用噴洒水霧來增加海面上雲的顆粒密度,能夠提高雲的反射率(讓雲更白),從而實現降溫。這個方法主要是針對一些偏遠的遠洋地區。那裡空氣非常清潔沒有多少顆粒,因此形成的雲液滴體積大。如果能增加這些地方的的顆粒物,就會讓形成細粒的層積雲。這些層積雲能夠極大的提升當地的反射率。Latham 估算在最好的情況下,這個效應能夠抵消大氣二氧化碳翻倍所帶來的溫室效應。
再介紹幾個並非通過噴洒致冷劑,但是本質上非常逗逼的方法:
2009 年, 美國勞倫斯伯克利國家實驗室的 Hashem Akbari 提出,如果把全世界所有城市的屋頂和人行道刷成白色,可以抵消四百四十億噸二氧化碳的溫室效應。這就是圖裡的「白房子技術」。
2009 年,英國布里斯託大學的 Andy Ridgwell 提出,如果能夠讓全世界的農田種植葉子比較明亮的植物,比如某種高粱,就可以降溫 0.1~0.2 攝氏度。這就是圖裡的「作物明亮」。
2011 年,Seitz 教授提出,如果建立一艘大型艦隊,游弋於各大洋向海水裡鼓泡泡(沒錯,是吹氣泡),可以將海洋的反射率提高 0.05。這就是圖裡的「海洋增白技術」。
最後,翻譯了一下斯坦福 Caldeira 教授的總結表格:
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