焦點(diǎn)短訊！科學(xué)家提出“成本相對(duì)較低 ”的計(jì)劃 希望使地球的兩極溫度降低2°C

SAI是一個(gè)極具爭(zhēng)議性的想法，其靈感來自于大型火山爆發(fā)后的冷卻效應(yīng)。這些自然事件向空氣中噴出大量的塵埃、火山灰，通常還有二氧化硫。前兩者會(huì)產(chǎn)生陰影效應(yīng)，造成幾個(gè)小時(shí)的短暫冷卻效果，但二氧化硫往往會(huì)上升到高空平流層，在那里與水分子結(jié)合，形成硫酸顆粒，并保持長(zhǎng)達(dá)三年的時(shí)間，將太陽輻射反射出去，造成持久的表面冷卻效果。

因此，SAI背后的想法是將二氧化硫裝入高空飛機(jī)，并在高空向大氣層噴灑，模仿火山的冷卻效果。到目前為止，情況不錯(cuò)。請(qǐng)注意，硫酸最終離開大氣層的方式是結(jié)合成越來越大的水滴，最終變得足夠重，作為酸雨落到地球上，正如你所想象的，這對(duì)植物、魚類或動(dòng)物都不是好事。而且，所有的硫氧化物都是令人討厭的吸入物，如果經(jīng)常吸入，會(huì)傷害肺部并導(dǎo)致哮喘和支氣管炎。

到目前為止，大多數(shù)SAI的研究和建模都集中在將這些氣溶膠部署在全球各地。但是有越來越多的科學(xué)家開始研究只在南北兩極進(jìn)行。在這個(gè)階段，北極和南極感受到的氣候變化的影響比世界其他地方要嚴(yán)重得多；它們變暖的速度是全球平均水平的幾倍，導(dǎo)致巨大的冰結(jié)構(gòu)崩潰和融化。每個(gè)氣候模型都考慮到了由此產(chǎn)生的海平面上升，這將對(duì)全世界產(chǎn)生災(zāi)難性的影響。

(相關(guān)資料圖)

顯而易見，沒有科學(xué)家愿意讓空氣中充滿硫磺，讓最后剩下的北極熊和企鵝淋酸雨，或者給碳排放者提供任何借口不清理他們的行為。但是，面對(duì)我們目前的軌跡，即北極地區(qū)的夏季海冰將在2050年或更早的時(shí)候或多或少地消失，人類發(fā)現(xiàn)自己處于一個(gè)兩難境地中。所有的選擇都需要擺在桌面上，進(jìn)行評(píng)估，并在某種程度上盡早準(zhǔn)備好，以便有所作為。

因此，對(duì)SAI的研究正在迅速推進(jìn)，將其集中在兩極--一種被稱為次極地部署的方法--可能會(huì)比全球模式以更少的資金和酸雨帶來更好的回報(bào)。之前的研究表明，春天和初夏可能是最有效的季節(jié)，而且只在一個(gè)極地做這件事可能會(huì)對(duì)全球天氣產(chǎn)生不對(duì)稱的影響，所以可能審慎的做法是針對(duì)兩個(gè)極地，用一個(gè)隨季節(jié)旅行的機(jī)群。

一項(xiàng)新研究來自于一個(gè)相當(dāng)廣泛的貢獻(xiàn)者，它深入研究了針對(duì)“重新凍結(jié)”北極和南極的兩極SAI項(xiàng)目可能是什么樣子，它將花費(fèi)多少，以及設(shè)備和技術(shù)差距可能在哪里。

該研究提出了將南北兩極冷卻2°C的名義目標(biāo)，并指出在過去50年中，北極的溫度已經(jīng)上升了3°C（5.4°F）以上。它建議在60度緯線上注入氣溶膠，大約是北半球的奧斯陸、赫爾辛基、阿拉斯加的霍默和西伯利亞的馬加丹的緯度，并與南半球的巴塔哥尼亞的南端持平。在這些緯度，有可能更便宜地完成工作，因?yàn)閷?duì)流層位于較低的高度，你的飛機(jī)不必飛得那么高。這項(xiàng)研究選擇了13公里（42,600英尺）的高度。所釋放的粒子將緩慢地向兩極漂移，集中其影響。

為了達(dá)到2°C的結(jié)果，該計(jì)劃每年將向每個(gè)極地注入6.7噸的二氧化硫，要求每年提供令人瞠目結(jié)舌的總計(jì)134噸的材料。

該研究繼續(xù)研究物流問題，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的飛機(jī)無法將足夠的有效載荷運(yùn)到足夠的高度來完成工作。目前最接近的是軍用空對(duì)空加油機(jī)，但這些飛機(jī)無法在不大幅減少有效載荷的情況下達(dá)到目標(biāo)高度。例如，麥克唐納-道格拉斯 KC-10 Extender 可以攜帶大約128,801磅（58,400公斤）的有效載荷進(jìn)入噴灑區(qū)，但這只是它設(shè)計(jì)的有效載荷的22%，。

研究報(bào)告建議采用一種專門建造的平流層飛行器，稱為SAIL-43K，這是以前指定用于在靠近赤道的地方執(zhí)行更高SAI任務(wù)的飛機(jī)的降級(jí)版。該機(jī)每次任務(wù)將攜帶167,971磅（76,190公斤）的有效載荷，但其起飛重量將比KC-10輕約77,000磅（35,000公斤）。

為了達(dá)到冷卻目標(biāo)，該項(xiàng)目將需要125架專門建造的SAIL-43K，在每個(gè)極點(diǎn)四個(gè)月的注入期中，每天總共飛行1458次。這些飛機(jī)將起飛，爬升30分鐘，在兩分鐘內(nèi)排出所有裝載的二氧化硫，然后在接下來的30分鐘內(nèi)回落，并在接下來的一小時(shí)內(nèi)再次裝載并為下一次任務(wù)補(bǔ)充燃料。

在北半球，有很多適合此類行動(dòng)的機(jī)場(chǎng)；幾乎整個(gè)60度緯線都在陸地上。在南半球，事情變得有點(diǎn)麻煩，因?yàn)樵谀习退缒醽喺娴闹挥袔讉€(gè)機(jī)場(chǎng)有合適的跑道。這些機(jī)場(chǎng)的緯度更接近54度，但研究小組計(jì)算，他們?cè)谶@個(gè)緯度上排放二氧化硫會(huì)比向南飛行490海里到60度獲得更好的結(jié)果。

這些機(jī)場(chǎng)將需要升級(jí)，以處理每小時(shí)110次的運(yùn)營(yíng)，或比目前世界上最繁忙的機(jī)場(chǎng)多一點(diǎn)--這在南半球?qū)⑹且豁?xiàng)巨大的工程，因?yàn)榘退缒醽喌臋C(jī)場(chǎng)開始時(shí)非常少。這項(xiàng)巨大的基礎(chǔ)設(shè)施工作可能需要與開發(fā)和制造125架飛機(jī)一樣長(zhǎng)的時(shí)間--在決定實(shí)施該計(jì)劃后約15年。這本身就不是一個(gè)快速或復(fù)雜的過程，而且需要在某種程度上就一項(xiàng)計(jì)劃達(dá)成全球協(xié)議，這將對(duì)生活在有關(guān)緯度地區(qū)的人們產(chǎn)生不成比例的影響。

就金錢而言，這個(gè)項(xiàng)目的 “相對(duì)較低的成本”將是每年約110億美元，該團(tuán)隊(duì)說。這聽起來可能很多，但它大約是具有相同冷卻目標(biāo)的全球SAI努力的價(jià)格的三分之一，而且研究人員指出，“相對(duì)于應(yīng)對(duì)氣候變化的影響或原因的其他可能戰(zhàn)略，SAI仍然非常便宜”。

雖然被校準(zhǔn)為使極地溫度下降2℃，并開始重新凍結(jié)兩極的海冰，但這個(gè)項(xiàng)目將有一些不需要的副作用。研究人員指出，添加到平流層的硫化合物可能會(huì)通過一些不同的影響來影響臭氧濃度，從而可能減緩或逆轉(zhuǎn)南極臭氧洞的恢復(fù)。它指出，二氧化硫和相關(guān)酸雨沉積物的影響對(duì)人類和更廣泛的生態(tài)系統(tǒng)都是危險(xiǎn)的，需要更多的研究。它還預(yù)計(jì)會(huì)有一些平流層加熱。

此外，飛機(jī)本身只能通過燃燒噴氣燃料，使用今天的技術(shù)來運(yùn)行。這個(gè)惱人的事實(shí)，加上在地面上建立所有必要的基礎(chǔ)設(shè)施所涉及的排放，再加上制備二氧化硫所涉及的排放，意味著極地SAI項(xiàng)目將有一個(gè)相當(dāng)大的碳足跡，盡管這只代表整個(gè)航空部門排放量的 “邊際 ”增加。

然而，研究人員總結(jié)說：“雖然尚未確定任何SAI計(jì)劃的物理或社會(huì)影響將被證明是積極的，但似乎很清楚，一個(gè)專注于大幅冷卻世界極地和亞極地地區(qū)的計(jì)劃在后勤上是可行的。這可以阻止并可能扭轉(zhuǎn)地球冰凍圈中最脆弱地區(qū)的海冰、陸冰和永久凍土的融化。這反過來又會(huì)大大減緩全球海平面的上升。”

因此，簡(jiǎn)短的回答：是的，我們可以重新凍結(jié)兩極，同時(shí)盡量減少對(duì)大部分人類和農(nóng)業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)。但是，我們需要整個(gè)世界都同意，海平面上升是一個(gè)比大規(guī)模的SAI計(jì)劃的影響更糟糕的結(jié)果，特別是對(duì)于生活在影響集中的地區(qū)的大約1%的人口。

這項(xiàng)新研究的主要作者Wake Smith在一份新聞稿中說：“對(duì)于部署氣溶膠來冷卻地球，人們普遍存在著明智的恐懼。但是，如果風(fēng)險(xiǎn)/收益等式在任何地方都能得到回報(bào)，那就是在兩極。盡管在一個(gè)迅速變暖的世界中，這可能會(huì)改變游戲規(guī)則，但平流層氣溶膠注射只是‘治療’氣候變化的‘癥狀’，而不是根本的疾病。它是阿司匹林，不是青霉素。它不是去碳化的替代物。”

該研究在《環(huán)境研究通訊》雜志上開放獲取。