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地球工程到底是人类的希望,还是压死骆驼的最后一根稻草?

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 Frieza77 • 2018-08-15 11:49:02 来源:前瞻网 E957G0
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随着地球温度稳步攀升,国际社会减少温室气体排放的行动步履蹒跚。气候变化构成了如此可怕的威胁,以至于科学家们现在正在认真地研究地球工程,将其视为给地球降温的救命稻草。

不过,加州大学伯克利分校(University of California, Berkeley)公共政策教授Solomon Hsiang表示,故意操纵地球的气候显然会产生意料之外的后果,因此“在有人试图应用一项技术之前,我们对它进行研究是非常有必要的,我们应该知道我们将做的是什么。”Hsiang和一个研究小组的目标是通过一项新的研究去发现一种提议的地球工程将如何影响农作物这样一种非常重要的系统,这项地球工程就是向大气中注入大量的微小颗粒,以分散阳光和遮蔽地球表面。

越来越多的研究表明,全球变暖带来的温度压力可能会影响农作物收成,这是全球粮食安全面临的主要问题。例如,今年6月发表的一项研究发现,随着气温的升高,玉米产量将整体下降,并将出现更多的年比变化。因此,太阳能地球工程似乎是减轻农业气候负担的一种潜在方式,它甚至提供了散射太阳光的额外好处:创造了许多植物喜欢的漫射光。但是这种方法有一个潜在的障碍:植物在光合作用中接受的光会更少。目前尚不清楚哪种影响会更显著,以及这种地球工程最终会对农业造成伤害还是有所帮助。Hsiang周三在《自然》杂志上发表的新研究试图确定这项工程的总体影响。

Hsiang和他的团队使用了两次大规模火山喷发——1991年菲律宾的皮纳图博火山和1982年墨西哥的埃尔奇琼火山作为太阳地球工程的类比。两次喷发都向大气中喷射了数百万吨的二氧化硫,这些气体变成了硫酸盐气溶胶,阻挡了阳光(有点类似于太阳地球工程的效果)。皮纳图博火山的硫酸盐气溶胶使整个地球冷却了大约0.5摄氏度,持续了近两年。

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1991年皮纳图博火山爆发后的几个月里,平流层硫酸盐气溶胶笼罩着地球。这些气溶胶冷却并遮蔽了地球的农田,图中用绿色表示。图片来源:Jonathan Proctor, Solomon Hsiang

研究小组分析了两次火山喷发的全球卫星数据,以及1979年至2009年间105个国家的玉米、大豆、水稻和小麦产量。研究人员特别想测量火山喷发导致的暗淡阳光对作物生长的影响,因此他们计算出了其他变量的影响,比如降雨。他们发现,皮纳图博火山导致的阳光变化降低了作物产量,而埃尔奇琼火山造成的危害则要小一些(尽管那次火山喷发没有皮纳图博火山爆发那么严重,这可能会扭曲这些发现)。皮纳图博的暗淡效应使全球玉米产量平均下降9%,大豆、大米和小麦减产5%。Hsiang说,这个结果令科学家感到惊讶,因为科学家们曾预计由此产生的光扩散对农作物更有利。

该团队将其历史分析与全球气候模型相结合,在无论是否采用太阳能地球工程的前提下预测未来气候变暖的作物产量。他们发现,在地球工程的帮助下,减少的日照所导致的农作物减产足以抵消低温带来的任何潜在收益。“我们并不是说地球工程会对农业造成危害,我们说的是这对农业没有帮助。在我们之前,很多人都说这是一种拯救农业的方法——你可以通过地理工程来防止气候变热,这样就不会出现作物歉收。我们的研究指出,当你真的这样做的时候,你只是把农作物的损失从由热引起的转移到由较少的光引起而已。

一些没有参与这项研究的专家表示,应该谨慎解读研究结论。康奈尔大学(Cornell University)机械与航天工程高级研究员道格拉斯•麦克马丁(Douglas MacMartin)表示:“这是一项很好的研究,但是做出预测的时间和数据都非常有限。‘如果我们进行太阳能地球工程,就会出现这种情况。’这种结论是人们不应该有的。”哈佛大学(Harvard University)应用物理学教授戴维•基思(David Keith)对用火山喷发作为这种做法的类比表示极大的怀疑。“地球工程将以一种与火山喷发完全不同的方式改变气候,”他说。首先,与火山爆发的“突然冲击”相比,地球工程需要反复注入气溶胶;他说,持续存在的气溶胶将会产生与火山不同的冷却动力学,从而影响气候的其他方面,比如不同程度的降水。罗格斯大学(Rutgers University)气候科学教授艾伦•罗伯克(Alan Robock)也指出,农业技术和方法也会随着时间而改变。他说,现在还不清楚,“如果我们应用地球工程,这些研究结果是否会在未来适用。”

尽管这些独立专家对此提出了批评,但他们承认,对地球工程及其潜在后果进行研究至关重要。罗伯克表示:“做这项研究很重要,这样我们就能了解并量化所有的风险。有些人认为你不应该做这个研究,但是我们可能会发现地球工程根本不是一个好的解决方案,我们越早知道这一点,就可能可以作出更大的努力来缓和气候变化,因为在气候变化面前我们并没有免死金牌。”

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