給地球撐把“太陽傘”對抗全球變暖?可行嗎?

文章來源: 科技日報陳瑜2020-12-09 09:53

受火山爆發(fā)后冷卻效應啟發(fā)

 
2015年開始,被藍色海洋環(huán)繞的南非第二大城市開普敦連續(xù)幾個冬季遭受了百年不遇的干旱。按照預估,開普敦需要在2018年4月12日關閉供水系統(tǒng)、限制居民用水,這一時間節(jié)點當時被叫作“零日”,人們也把這次事件稱作“零日”危機。雖然通過削減市政用水,同時緊急調配農(nóng)業(yè)用水,開普敦這次“零日”危機得以避免。但相關專家認為,當?shù)氐母珊惮F(xiàn)象與地球氣候變化息息相關,要徹底消滅“零日”危機,還需要從整個地球的氣候系統(tǒng)入手。
 
“干旱、洪澇災害,是地球系統(tǒng)氣候變化的表現(xiàn)形式之一,在地球氣候變化歷史上都是存在的。”浙江大學環(huán)境與資源學院副教授高超超在接受記者采訪時表示,過去100多年,人類活動加劇了溫室效應,全球變暖現(xiàn)象愈演愈烈,地球表面的蒸發(fā)量增加,整個地球系統(tǒng)原有的水循環(huán)被改變,目前大氣系統(tǒng)里的水熱資源更豐富,但這些水可能會集中在某段時間降落在某個區(qū)域。相應的,其他地區(qū)或該地區(qū)的其他時段降水會大幅減少,干旱發(fā)生的頻率和強度也就隨之上升。
 
為了抗擊氣候變化影響,科學家們開展了相應的地球工程研究。太陽輻射管理就是地球工程之一。據(jù)了解,太陽輻射管理的想法是受到了火山爆發(fā)后冷卻效應的啟發(fā)。
 
1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā),向大氣中釋放了大量二氧化硫和硫化氫氣體,形成硫酸鹽氣溶膠。這些氣溶膠在一定程度上反射了太陽的短波輻射,減少了大氣中的熱量,給地表帶來了降溫效應,數(shù)據(jù)顯示,1992至1993年間地球溫度下降了約0.4℃。由此,有科學家開始建議用配有特殊裝置的飛機在平流層噴灑氣溶膠,來復制這種火山效應。
 
高超超告訴記者,2006年前后,兩位美國科學家開展過一項地球工程項目研究,提出在距離地面大約20公里的平流層處高度部署材料,有望將人類活動增加的輻射熱量減少一半。此次開普敦大學科學家發(fā)布的研究成果,是在考察過這個工程后,認為可以利用該工程項目模型,將一種特定類型的粒子釋放到大氣中阻擋陽光,一旦成功的話,有望將“零日”危機發(fā)生的幾率降低90%。
 
為什么反射粒子一定要噴射到平流層中呢?高超超告訴記者,哈佛大學的科研團隊曾對此做了專門研究。他們發(fā)現(xiàn),如果粒子噴射到距離地面更近的對流層,它可能很快會隨天氣過程比如降水降落到地面,起不到長期反射太陽輻射的作用。而平流層相對干燥,空氣不易產(chǎn)生對流,且大氣運動多是水平方向,有利于反射粒子穩(wěn)定發(fā)揮作用。大氣中平流層再往上的部分是中間層,這里的空氣對流運動強盛,如果將反射粒子發(fā)射到這個區(qū)域,粒子很有可能隨著氣體流動進行無規(guī)律擴散,并且發(fā)射到這里的成本也會相對較高。
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