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利用地球工程技术对付全球变暖引发争论

来源:科技日报
摘要:近年来,全球变暖的话题一直不断升温。从政策到方案,从措施到手段,科学家绞尽脑汁,希求用可能的技术手段,有效地为地球降温。在这场阻止地球过热的保卫战中,地球工程技术正浮出水面。赞成者说,地球工程技术可以使地球迅速制冷。...

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  近年来,全球变暖的话题一直不断升温。面对二氧化碳不断在大气层中聚集的现实,面对温室气体愈排愈多的现状,国际社会给予了更多的关注,各国政府更是想尽办法,目的只有两个字:减排。  



  从政策到方案,从措施到手段,科学家绞尽脑汁,希求用可能的技术手段,有效地为地球降温。  



  在这场阻止地球过热的保卫战中,地球工程技术正浮出水面。赞成者说,地球工程技术可以使地球迅速制冷;反对者则认为,地球工程技术可能会给我们赖以生存的地球带来一场浩劫。  



  用技术手段应对全球变暖  



  上世纪90年代,美国国家科学院发表的一份有关全球气候变暖的报告引起了世人注意。这份研究报告得到美国国会强有力的支持,参与论证的科学家团队超过50人。  



  这份报告专门探讨了气候变化对全人类的影响,以及如何减少温室气体排放、如何调整目前的排放策略等关键性问题。长达1000页的报告提出一个令人震惊的方案,即倾向于一种具有冒险性和诸多不确定性因素的尝试:在地球环境中,大规模采用工程技术来对付气候变化。  



  这份报告似乎在一夜间触动了全世界最敏感的神经。  



  1992年6月,联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢召开。来自154个国家的代表齐聚一堂,共同商讨如何控制温室气体排放这一严峻问题。会议通过了《环境与发展宣言》、《21世纪议程》、《关于森林问题的原则声明》等重要文件,并签署了联合国《气候变化框架公约》、联合国《生物多样性保护公约》。  



  《声明》有了,《公约》有了,减排措施也酝酿了很多。但是,从技术的角度而言,什么是合理、有效、负效应小的方案,科学家却迟迟未能达成一致,毕竟技术有应用的局限性。  



  然而,这并不妨碍全球各国科学家不断提出各种各样的工程技术建议来阻止气候变暖。典型的方案包括:把铁粒播撒在海里,以吸附更多的二氧化碳;做一面巨大的镜子,将辐射到地球表面的阳光再反射回宇宙当中;用盐水形成模糊雾气喷洒到空气中,增加海洋上空云层的形成;将含有硫酸盐化合物的颗粒释放到大气对流层中,以阻止太阳的辐射等。这些方案五花八门,包罗万象。  



  多年来,众多建议看起来更像是科幻小说中演绎的奇谈怪论,一直未能进入主流科学家的视野。  



  用地球工程技术改变大气层  



  随着全球气候变暖加剧乃至不断恶化,大规模采用地球工程技术来应对环境危机的提议被重新提起,并引起科学界的广泛关注。  



  这一吸引公众眼球的理论是根据曾在自然界发生过的事实演绎而成的:即在大气中释放二氧化硫。  



  1991年,皮纳图博火山爆发,喷出3000万吨硫化物进入大气平流层。这些细小的颗粒分散了一部分太阳辐射,这种辐射反射到太空,使地球变得凉爽。  



  这些作为遮蔽物的硫化物,为科学家提供了理论依据。的确,就阻挡太阳光线而言,硫化物是一种极为有效的手段,它可以降低大气二氧化碳浓度升高所造成的变暖效应。从更大的范围而言,它有可能为阻止全球变暖提供一个快速的地球工程技术方法,这至少在理论上是成立的。  



  在6月出版的《美国国家科学院院刊》上,加拿大蒙特利尔市康卡迪亚大学的达蒙玛特福和华盛顿卡耐基研究所的肯卡德拉,联合发表了一份研究报告。他们监测了一个人造模拟系统是否能像火山喷发那样导致同样的反应。答案是肯定的,硫化物颗粒对阻止太阳照射非常有效,同时还能够使空气表面温度回归到1900年的水平。  



  “气候反应十分迅速,”肯卡德拉兴奋地表示,“今后50年,如果气候变暖情况比我们预想的还要糟,就有可能为人类带来空前大灾难。而地球工程技术具备这种潜能,它可以使变暖的地球快速变凉。”  



  增加碳汇储存二氧化碳能力  



  全球变暖与碳汇密切相关。所谓碳汇,主要是指森林和海洋等吸收并储存二氧化碳的含量,或者说是吸收并储存二氧化碳的能力。当碳保存在碳汇里时,碳就不会进入大气造成全球变暖。如今,每年海洋和陆地要吸附20亿吨的碳。  



  有消息说,工业革命以来,人类向大气排放了5000亿吨碳,全球各大洋吸收了其中的1/4左右。值得关注的是,在全球变暖的情况下,海洋和陆地的碳汇吸附能力在逐年下降。不久前出版的美国《科学》杂志报道说,至少从上世纪80年代起,南极周围的南大洋已处于二氧化碳饱和状态,失去了吸附二氧化碳的能力。这个曾被誉为碳储存库的地区,已比预想更提前进入了饱和状态。这是欧洲、日本、美国、南非、澳大利亚和新西兰科学家从南大洋11个观测站和全球各地40个观测站所提供的资料中得出的研究结果。  



  根据达蒙玛特福和肯卡德拉提供的研究模型,今后的50年,在缺乏地球工程技术的辅助下,二氧化碳排量居高不下,森林植物和海洋等碳汇吸附量将需要增加一倍。但是,由于它们的吸附能力已日益减弱,全球变暖趋势则势必加剧。  



  相反,如果采用地球工程技术,那么在使地球温度下降的同时,还能使地球上的碳汇吸附能力重新恢复到最佳状态。在一个地球工程技术影响下的世界里,海洋本身的温度将降低,而分层减少,导致对碳的摄取能力增加。根据这一理论,陆地植物的分解率将进一步下降,更多的二氧化碳将聚集在地球生物大气层。  



  即使如此,由于海洋和陆地的碳汇吸附速度仍然低于排放速度,所以二氧化碳的浓度仍将持续增加,到2100年将达到百万分之八百。  



  地球工程技术可能带来严重负效应  



  正如科学本身是一把双刃剑一样,地球工程技术也不可避免地有它的局限性,甚至有可能给已经十分脆弱的地球生态带来意想不到的危害,最突出的就是造成酸化的海洋和混乱的降雨模式。  



  从历史上来看,海洋的pH值在8.16左右。在过去200年时间里,它只下降了0.1个单位,而如果按照目前二氧化碳排放持续增加的速度,到2100年,海洋的pH值有可能下降0.4个单位。在大气中释放硫化物,海洋吸附更多碳的同时,将导致海洋酸性更加严重。  



  “这将会对于整个海洋生态系统造成巨大影响。”罗格斯大学里的气候专家阿兰罗伯克认为。酸碱度的下降抑制了海洋生物形成坚固贝壳和骨架的能力,由此,牡蛎、蛤蜊、贻贝和珊瑚等所有含碳酸钙壳的物种的生存能力将会被削弱或破坏,并很可能使它们陷入危险境地,这显然是对海洋生物多样性发起的巨大挑战。  



  更为严重的是,地球工程技术的使用很可能会扰乱全球降雨系统,加速地区干旱。在1991年皮纳图博火山喷发后,美国国家大气研究中心的大气科学家科温已经开始在重构降雨和大陆的径流量模式。近几年的研究发现,在火山喷发后,陆地降雨量缓慢,相对应的径流量和河流流量也呈下降趋势,一些地区会发生中度和重度的干旱。  



  罗伯克和他的同事还发现,1783年的冰岛火山喷发向大气中释放了1亿吨二氧化硫,减弱了非洲和亚洲的季节性降雨,导致埃及干旱和饥荒。  



  罗伯克说:“在过去的2000年里,还有其它两起火山喷发事件导致了相同的情形,即雨季降雨减少。”  



  这不能不引起人们的警惕和担忧。  



  地球工程技术何去何从  



  技术一直被认为是对付气候变暖最重要的手段,但是气候学家对此仍是小心翼翼,因为人们尚不能完全明晰:一个凉爽的地球对人类意味着什么?是福是祸?抑或二者兼而有之?  



  作为一项有争议的技术,地球工程技术何时投入使用还是一个未知数。但是,如果温室气体的排放仍不能控制在理想水平,如果地球工程技术一旦失败或被放弃,那么,“10年之内,地球温度将会进一步升高,地球将会更快速地变暖。”达蒙玛特福说。到那时,陆地生物将开始分解并释放二氧化碳进入大气当中,变暖的海洋吸附碳的能力将进一步减弱,最终将会导致每10年气温增加2.2摄氏度的严重后果———相当于目前气温增加速度的10倍。  



  在大多数科学家看来,减少温室气体排放仍然是针对气候变暖众多选择中的重中之重。一些科学家说,他们并非完全拒绝与排斥地球工程技术,但在它真正付诸实践之前,必须进行大量的模型研究和更为严谨的科学论证。  



  相关链接  :“气候变暖”这样一个普通名词,近年来正不断出现在人们视野中。它在一天天加剧着地球的变化,也在加剧着人类的恐惧。是地球太脆弱了,还是人类太放肆了———这是我们必须去直面、去回答的问题。  



  汽车尾气的排放,温室效应的增强,气温的持续升高,人类在不断创造人工自然,不断创造无数工业文明奇迹的同时,也在给自然刻下抹不去的伤痕。气候变暖正是自然给予人类的惩罚与报复。  



  解铃还须系铃人。在博大的地球面前,我们就像一个在母亲面前犯了错的孩子,开始检讨自己,反省自己。各国政府倡导的减少温室气体排放,发展低碳工业,开发生物能源等,已经在昭示着人类的努力和方向。与此同时,更有无数科学家、工程师在尝试着运用技术的手段和方法,最大限度地减少气候变暖带来的危害。不论是地球工程技术,还是化学方法等,或许还仅限于假说,或许还只是一种不成熟的理论,但是它毕竟表明,人类已开始行动,虽然这是不得已而为之的行动。———记者手记  



  注重细节从我做起  



  其实,气候变暖已经成为一个世界性话题,与我们每个人息息相关。如果我们在日常生活中能做到防微杜渐,注重环保,也将对有效节约能源、抑制全球气候变暖起到不可忽视的作用。  



  房屋节能  



  房屋供暖和制冷“吃”掉了世界上能源总量的36%%。换个角度而言,人们可以在这方面节约出大量能源,而适当使房间“绝缘”是其中关键。“零耗能房屋”是一种高技术产品,目的是实现能源自给自足,它的外墙所喷的新式涂料,既可以保温又可以隔热。  



  汽车节能  



  世界上能源的1/4(包括2/3的石油年产量)都被交通工具消耗。解决汽车高能耗问题的办法很多,最简单的方法是控制轮胎气压就可将燃料利用率提高6%%。另一种方法是使用新型混合发动机。不过,应用这种技术的汽车比普通汽车要贵6000美元。由于汽油、电力混合动力汽车价格偏高,使用柴油的性价比就更为突出。与普通汽车相比,柴油车用1加仑柴油行驶的长度比普通汽车多40%。  



  家电节能  



  家用电器消耗了家庭所需能源的一大半,二氧化碳排放量排名第五。自上世纪80年代以来,家电制造商已经将冰箱的能源利用率提高了70%。冰箱真空绝缘技术等其他举措也逐渐走向市场。国际能源机构研究表明,消费者选择环保家电其实非常划算,节约下来的电费、水费不容忽视。不仅如此,环保家电还能减少全球家庭耗能的43%。  



  气候变暖殃及天下  



  全球气候变暖将会给我们生存的地球带来一系列意想不到的变化。  



  ◆千年文化遗迹可能被洪水淹没  



  在东南亚,由于气候变暖引起的洪灾严重破坏了拥有600年历史的泰国古王朝遗址“素可泰”;在中美,位于大西洋—加勒比海海岸线上、长达200千米的伯利兹生物礁正在经受着日益上升的海水的“鞭笞”;在欧洲,高盐度的海水正在侵蚀西班牙都娜娜国家公园的湿地;在非洲,肯尼亚唯一的文化遗产,建立于12世纪的拉姆古城可能被海水吞没。◆高山滑雪等体育项目将走向衰亡  



  随着高山积雪越来越少,享有国际声誉的滑雪胜地(主要分布在瑞士、法国、意大利和奥地利)不得不搬家,迁到离雪更近的地方。专家预测,高山滑雪会随着气温的升高而走向衰亡。  



  ◆太平洋岛国将遭“灭顶之灾”  



  联合国报告指出,到2100年,地球平均气温将上升6摄氏度,海平面将提高6英寸。这一结果的直接受害者就是这些分布在浩淼太平洋上的岛国以及逾700万的人口。澳大利亚环境学家曾发出警告,全球变暖导致的海平面上升,可能将世界第二小国图瓦卢从地图上永远“淹没”。目前,仅有1万多人口的图瓦卢陆地面积仅剩26平方公里。  



  ◆旅游行业面临重新洗牌  



  全球变暖将逐渐改变世界旅游“格局”,直接受到影响的是那些以冬季旅游项目为主的国家。在炎热的2003年夏季,阿尔卑斯山脉的冰川就已经“消失”了1/10。到本世纪末,如果全球气温再上升3摄氏度的话,可能会导致剩下的冰川消失,阿尔卑斯山不仅可能因“缺雪”而从经典旅游项目中淡出,其融化的冰雪还将威胁附近村庄甚至瑞士的安全。  



  ◆脆弱非洲首当其冲  



  “地球变暖不是由非洲产生的,但首当其冲遭殃的就是非洲。”联合国环境规划署执行主任阿希姆·施泰纳在去年联合国气候变化大会上表示。如果气温持续上升,到了2085年,海平面将上升15厘米至95厘米,非洲三成的沿海建筑将会被海水淹没,其中包括几内亚湾、塞内加尔、冈比亚和埃及的基础设施,以及南非、坦桑尼亚和莫桑比克的部分城市。
作者: 2007-10-7
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