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气候干预:面对人类最大问题的可能希望

哈米什·约翰斯顿 评论 潘多拉的工具箱:气候干预的希望和危险 维克·史密斯

未知的结果 气候干预方法可能带来希望,也可能带来危险。 (图片来源:iStock/fergregory)

迅速将温室气体排放量减少到净零是阻止气候变化的唯一切实可行的方法。但由于两个世纪的燃烧化石燃料,我们创造了一个将持续几代人的温暖气候。结果,人类将面临一个重要的决定:我们是生活在一个炎热的星球上,并带来所有的问题,还是我们进行干预,试图让事情降温?

潘多拉的工具箱:气候干预的希望和危险,由美国学者和前航空航天高管 维克·史密斯,看看我们如何尝试冷却地球。为此,他对我们面临的气候挑战进行了广泛的科学、技术、经济、社会学和道德探索。

尽管史密斯的书涵盖的范围非常广泛,但他的目标是为快速扩展关于如何通过平流层气溶胶注入(SAI)冷却地球的研究提供理由。原则上,这种方法会在大气中形成一层化学物质“面纱”,将一些阳光反射回太空。然而,这样做是有争议的,原因是史密斯在法医细节中对此进行了阐述。

需要谨慎的一个明显原因是,大气化学成分的改变是导致我们陷入气候混乱的原因,一些人担心进一步的修补可能会让事情变得更糟。另一个重要问题是道德风险——如果我们可以通过向平流层喷洒化学物质来冷却地球,那么我们为什么要费心去减少温室气体排放呢?

史密斯开始 潘多拉的工具箱 强调全球变暖的危险,并指出未来最大的不确定性是人类将如何应对应对气候变化的挑战。即使我们确实能够满足 巴黎协定 史密斯警告说,如果在 2050 年之后不久实现净零排放,大气中已经存在的过量二氧化碳将持续几个世纪甚至几千年。这意味着气温不会很快恢复到工业化前的水平。更糟糕的是,冰盖将继续融化,海洋将继续扩张,因此海平面将在下个世纪及以后持续上升。

史密斯认为,如果子孙后代想要在有生之年改善气候,他们将不得不采取气候干预措施来冷却地球——事实上,他预测他们会要求这样做。

去除并减少

这本书基于史密斯教授的气候变化干预课程 耶鲁大学,它着眼于短期内降低气温的两大策略。一是去除大气中的二氧化碳,二是减少地球从太阳接收的太阳能量。

植树是去除二氧化碳的一种选择。然而,要达到所需的水平,这将需要大量的土地,而森林在大约 50 年后达到碳吸收的饱和点。解决方案是收获木材(或其他生物质作物)并将其燃烧以产生能量,同时捕获产生的二氧化碳并将其泵入地下,并在地下保留很长时间。

史密斯研究了其他去除策略,例如制造生物炭,其中涉及从生物质中部分回收元素碳,然后利用该碳来肥沃土壤。还讨论了增加海洋和沿海地区对碳的吸收以及岩石风化的增强,岩石风化将碳锁在碳酸盐材料中。他还考虑直接从空气中捕获和储存碳。

史密斯关于碳去除计划的结论是,这些计划必须“大规模、长期”地进行。正如他指出的那样:“我们需要完善这些工具,更重要的是,我们需要组织全世界支付数万亿美元,以便在未来几十年年复一年地部署这些工具。”

治疗症状

与减少排放或捕获碳不同,SAI 不会阻止或扭转气候变化。然而,史密斯认为,这可能是应对气候变化主要症状:气温上升的一种有用且相对便宜的方法。

多年来,史密斯和同事一直在研究将物质发送到平流层 20 公里高处的实用性,在那里它可以通过将阳光反射回太空来冷却地球。一种方法是分散微小的硫酸液滴,我们知道这种方法会起作用,因为这种液滴是在大型火山喷发后产生冷却效果的原因。例如,1991 年,菲律宾皮纳图博山的含硫废水使北半球降温约 0.5°C。

史密斯计算出,SAI 可以使用数百架专门设计的飞机来完成。他估计,这样一支舰队不断地运行,一年内将使地球温度降低 2°C。更重要的是,这样的项目不会那么昂贵,每年的运行成本约为 7 亿至 70 亿美元(按 2020 年价格计算)。他声称此类业务的规模是可控的,并指出美国有 40 多家公司的收入超过 70 亿美元。事实上,他表示,SAI 计划比任何其他气候干预技术都要便宜得多——全球人口人均成本约为 5 美元。

史密斯补充说,有足够的前体二氧化硫来运行这样的计划,尽管我们今天没有合适的飞机,但创建机队不应该是一个技术问题。

与大气中的二氧化碳不同,硫酸预计可在大气中保存约 18 个月。因此,史密斯认为,如果我们对 SAI 的影响不满意,我们可以相对较快地阻止它们。

全球效应需要全球合作

史密斯认为,最大的挑战是 SAI 项目的治理。他认为,这必须是一项全球倡议,并且最好得到地球上所有人的同意。然而,由于成本相对较低,大国有可能单方面或在盟友的帮助下运行 SAI 计划。这将产生世界范围的影响,因为一旦分散,SAI 材料将遍及世界大部分地区,因此其影响不能仅限于局部 — — 至少在我们目前的理解中是这样。

事实上,Smith 承认我们对 SAI 有很多不了解的地方,而且除非我们在该领域做更多的工作,否则这一点不会改变。与此同时,他认为我们应该将 SAI 视为“灭火器”,我们将来可能不得不使用它来降低温度。

当我第一次拿起 潘多拉的工具箱 我期待对 SAI 和史密斯的全面处理——以精确、深思熟虑、有时甚至是讽刺的散文写作,读起来轻松愉快。我没想到的是对气候变化的科学、经济、政治和心理学的探索。史密斯纳入这一论述是为了证明对 SAI 进行更多研究的必要性。然而,他所讲述的关于气候变化迫在眉睫的威胁以及应对气候变化所面临的挑战的叙述,是对人类面临的最重要问题的精彩介绍。

  • 2022 年剑桥大学出版社 401 页 20hb

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