呂　靜

假設(shè)《京都議定書》沒(méi)有成功，假如全球變暖引起氣候突然惡化，擋住陽(yáng)光可能是最后一招

就算全世界都竭盡全力地降低碳排放，也不能阻止全球變暖的大趨勢(shì)。目前日見(jiàn)清晰的是，即使我們采取了最極端的限制碳排放措施，我們氣候模型中的不確定性仍然使地球變暖和海平面上升的問(wèn)題懸而未決。與此同時(shí)，來(lái)自各國(guó)政府和一些特殊團(tuán)體的抵觸更使得由氣象學(xué)家倡導(dǎo)的削減碳排放行動(dòng)得不到盡快執(zhí)行。

科學(xué)家們因此在考慮另一些秘密策略。先前，他們之所以強(qiáng)烈地反對(duì)討論這些策略，是因?yàn)閾?dān)心這樣會(huì)滋生一種滿足感，從而妨礙人們對(duì)解決問(wèn)題根源的努力。但現(xiàn)在，對(duì)可能消除全球變暖的、被稱為“地理工程學(xué)”的項(xiàng)目刮目相看的研究人員正在增多。最早關(guān)注全球變暖的氣象研究人員之一、美國(guó)斯坦福大學(xué)的斯特芬·斯戈內(nèi)德說(shuō)：“如果你是一個(gè)海洛因的上癮者，最好的戒毒辦法就是住院治療和長(zhǎng)期康復(fù)。但是，如果病人完全拒絕這種方法，那么，用美沙酮比海洛因強(qiáng)。”

形象地說(shuō)，這種工程就像是要給整個(gè)地球擦上一層“防曬霜”。這種舉措一直是有爭(zhēng)議的，但是最近的研究表明，有一些方法可以使足夠多原本要到達(dá)地表的日光偏轉(zhuǎn)，這樣就可以消除由于溫室效應(yīng)所造成的全球變暖。地球氣候模型顯示，只要減少日光中1.8%的入射能，就能抵償雙倍的大氣溫室氣體所產(chǎn)生的熱效應(yīng)——與此相對(duì)應(yīng)的是，即便采用最嚴(yán)厲的排放控制措施，到本世紀(jì)末，二氧化碳的排放量還可能是目前的2倍，而且這種情況至少將持續(xù)一個(gè)世紀(jì)之久。

去年11月，一組全美各地的研究人員聚集在斯坦福大學(xué)開(kāi)會(huì)探討如何降低進(jìn)入大氣層的太陽(yáng)能量。也是去年，NASA獎(jiǎng)勵(lì)了獲得這類進(jìn)展的研究。這些跡象都表明曾經(jīng)被當(dāng)作異端學(xué)說(shuō)的理論已經(jīng)在逐漸被人們接受和信任。

這些為地球降溫的提議分為兩大類：一是將進(jìn)入大氣層的太陽(yáng)光反射掉；二是在外層空間將其屏蔽掉。每一種方案都有支持者和批評(píng)者。

第一類陽(yáng)傘：硫塵云

最簡(jiǎn)單的解決方案，是把二氧化硫打到大氣層上層，這種模擬火山冷卻效應(yīng)的想法已經(jīng)提出了幾十年。硫很便宜，釋放的方法也很簡(jiǎn)單，可以用一個(gè)垂直的、長(zhǎng)10公里的管子將二氧化硫直接打到同溫層，它會(huì)形成硫酸鹽氣溶膠顆粒，遮蓋地球。這種顆粒直徑可達(dá)0.1微米，這個(gè)尺度既大到了足以阻止一部分照到地球上的太陽(yáng)光，又小到了可讓地球上的熱輻射紅外線逃離地球返回太空。

斯坦福大學(xué)卡內(nèi)基研究院地球生態(tài)系的物理學(xué)家肯·卡爾德拉是去年研討會(huì)的組織者。他說(shuō)：“最重要的是粒子的尺寸?！?/p>

由于二氧化硫是火山噴發(fā)的重要產(chǎn)物，是上層大氣層自然存在的物質(zhì)，一些研究人員認(rèn)為增加高空的硫可能并不會(huì)像其他一些補(bǔ)救措施(比如像往大海里撒鐵屑或其他營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)促使耗碳有機(jī)物生長(zhǎng))一樣，會(huì)呈現(xiàn)出很多無(wú)法預(yù)料的風(fēng)險(xiǎn)。

不過(guò)，這種舉措也不是萬(wàn)無(wú)一失的。眾所周知，二氧化硫在低空大氣中會(huì)形成酸雨。另外我們對(duì)地球大氣層所做的任何改動(dòng)都可能產(chǎn)生難以預(yù)料的副作用，比如對(duì)一個(gè)地區(qū)的降雨和干旱模式或者化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行戲劇性的更改，就有可能破壞生態(tài)系統(tǒng)，產(chǎn)生難以彌補(bǔ)的惡果。而且要達(dá)到預(yù)期效果，二氧化硫也是需要持續(xù)添加的， 要依靠這種策略為地球遮陽(yáng)就意味著人們需要花上幾個(gè)世紀(jì)的工夫。

第二類陽(yáng)傘：遮陽(yáng)飛盤

注硫方法的缺點(diǎn)使得人們開(kāi)始認(rèn)真尋找風(fēng)險(xiǎn)更小、規(guī)模更大、造價(jià)更高的措施。其中一個(gè)就是建立太空遮陽(yáng)系統(tǒng)。這個(gè)想法可能聽(tīng)起來(lái)難以置信，但是卻得到了來(lái)自美國(guó)宇航局(NASA)的認(rèn)可和資助，一個(gè)由天文學(xué)家和太空科學(xué)家組成的研究小組一直在致力研究這個(gè)想法并且進(jìn)行了小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)。這個(gè)概念雖然很簡(jiǎn)單，但要大規(guī)模實(shí)施卻讓人畏縮。亞利桑那大學(xué)的羅格·安琪爾是負(fù)責(zé)建造世界上許多最大望遠(yuǎn)鏡的天文學(xué)家，他已經(jīng)研究了這項(xiàng)措施的細(xì)節(jié)而且確認(rèn)了它的可行性。

安琪爾的想法是利用常規(guī)芯片制造技術(shù)生產(chǎn)出直徑為60厘米、厚度只有幾微米、重量大約為1克的硅盤。每個(gè)盤上都布滿了精確計(jì)算尺寸的孔洞，它們像透鏡一樣將入射光散射。這樣，就產(chǎn)生了一種輕微的幾乎察覺(jué)不到的將太陽(yáng)光調(diào)暗的效果。

這些輕如蝴蝶的透明硅盤將被數(shù)以百萬(wàn)計(jì)地疊放在一起，裝進(jìn)金屬容器中，然后用電磁軌道槍發(fā)射到太空。這種電磁軌道槍是一種已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室測(cè)試過(guò)的推進(jìn)方法，但是還沒(méi)有在太空實(shí)際應(yīng)用過(guò)。其原理和磁懸浮火車是一樣的，只不過(guò)是應(yīng)用在太空中的。這種方法很早就有人提出來(lái)，可將一些體積龐大的材料發(fā)射升空，比如水、火箭燃料或建筑材料，有可能比傳統(tǒng)的火箭運(yùn)輸更便宜更可靠。

構(gòu)成這把太空遮陽(yáng)傘所需要的全部飛行器數(shù)量需要20萬(wàn)億個(gè)，總質(zhì)量將達(dá)到2000萬(wàn)噸，如果使用傳統(tǒng)的化學(xué)運(yùn)載火箭，由于它每攜帶一磅物體的成本是10000美元，成本肯定驚人。而用軌道槍的成本只有每磅約20美元。即便如此，光是遮陽(yáng)飛盤的發(fā)射費(fèi)用，就將高達(dá)近1萬(wàn)億美元。

一旦飛上太空，這些容器就沿著地球的 L1點(diǎn)(拉格朗日點(diǎn))行進(jìn)， L1軌道是位于地球和太陽(yáng)之間引力場(chǎng)抵消的地方，物體在這里保持相對(duì)固定的位置，這里正是硅盤應(yīng)該釋放的地方。安琪爾認(rèn)為，該技術(shù)能夠在25年時(shí)間里開(kāi)發(fā)出來(lái)并實(shí)施，這些飛盤可以用上50年或更久，該方案的成本為幾萬(wàn)億美元，折合到每年的成本就是大約1千億美元。

在L1軌道上放置遮陽(yáng)涼棚，轉(zhuǎn)移到達(dá)地球陽(yáng)光的想法最早是由勞倫斯利佛莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的詹姆斯·厄爾里在1989年提出的。不過(guò)，早先的構(gòu)思是更大、更重的結(jié)構(gòu)，需要在月球上研制和發(fā)射。

未雨綢繆

由肯管理的獨(dú)立計(jì)算機(jī)模擬顯示，除了兩極的很小區(qū)域，太空遮陽(yáng)系統(tǒng)幾乎可以完全抵消全球變暖所預(yù)期的溫度變化。這是因?yàn)闇厥倚?yīng)是均衡的，兩極接受的陽(yáng)光比熱帶少，所以，陽(yáng)光在兩極的改變效應(yīng)也比較微弱。這種冷卻的區(qū)域性差別有可能引起氣候模式不可預(yù)料的改變。因?yàn)樵趦蓸O將很少看到由這種遮陽(yáng)造成的效果，在那里冰蓋可能仍然顯著減少?？现赋?，選擇在兩極注射更多的二氧化硫粒子可能有補(bǔ)償?shù)男Ч?/p>

那么，到底哪種方法更有利呢？這里要考慮造價(jià)和可行性?？险f(shuō)，二氧化硫的辦法是足夠便宜的，基本上等于免費(fèi)，其工程也很簡(jiǎn)單?！岸绻豢紤]造價(jià)，人們將愿意采用類似安琪爾的計(jì)劃。因?yàn)檫@種辦法既清潔又可控，還可以將次生效應(yīng)最小化?！?/p>

廣義上的地理工程學(xué)有很大的缺點(diǎn)。地理工程學(xué)的應(yīng)用，可能對(duì)全球氣候產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)?？虾退诳▋?nèi)基研究院工作的同事最近發(fā)表了一份研究報(bào)告，提出假如生物圈適應(yīng)了較少的陽(yáng)光和目前的碳排放水平，那么防曬系統(tǒng)的任何失敗都將造成迅速和嚴(yán)重的后果，包括把全球變暖的速度提高到目前的20倍等可能。

那么，既然存在這些風(fēng)險(xiǎn)，研究這類防曬措施還有什么意義嗎？雖然一些科學(xué)家仍然感覺(jué)在公共場(chǎng)合宣傳這種可能性是危險(xiǎn)的，但是，絕大多數(shù)專家現(xiàn)在已經(jīng)認(rèn)為這種基礎(chǔ)研究是值得的。正如另一位研究者沃登所說(shuō)：“任何一項(xiàng)科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，都可能包含巨大危險(xiǎn)的解決方案，說(shuō)某種技術(shù)應(yīng)該下臺(tái)是很荒唐的。”安琪爾補(bǔ)充說(shuō)：“如果未來(lái)我們知道海平面有可能要升高6米，人們有可能就愿意用這種方法?！?/p>

肯是減少碳排放的堅(jiān)定支持者，他也同意這種技術(shù)可以作為最后可能利用的手段。他說(shuō)：“這就像急診室的備用手術(shù)設(shè)備：你從來(lái)不想用它，但你還是要經(jīng)常演練它?！?/p>