今年入夏以來，極端高溫天氣席卷全球，北極圈也陷入“癱瘓”，“32℃北極圈，無家可歸的北極熊面臨滅頂之災(zāi)”一度刷屏，全球變暖問題再一次向人類發(fā)出挑戰(zhàn)。其實，為應(yīng)對氣候變化，科學家們早已提出各種“改造”地球的工程，其中就包括“平流層紗罩”概念。

但是，美國加州大學伯克利分校研究人員喬納森·普拉克特及其同事，近日在英國《自然》雜志發(fā)表論文表示，他們通過數(shù)據(jù)分析及對地球系統(tǒng)建模發(fā)現(xiàn)，向平流層注入氣溶膠對作物產(chǎn)量的影響很可能好壞相抵，并不能緩解氣候變化對全球農(nóng)業(yè)構(gòu)成的威脅。向平流層注入氣溶膠如何影響氣候變化？為了應(yīng)對氣候變暖，科學家們還提出了哪些地球工程？

用氣溶膠“擋”住太陽光？可能性太小

“平流層紗罩”地球工程概念，指的是通過人工方式將氣溶膠注入平流層，以減少到達地球的太陽光量，抵御氣候變化的影響。

“氣溶膠是一個體系，包含氣體、液體、固體，其概念并不明確。通常用粒徑較小的顆粒物來指稱氣溶膠，其成分包含三類，第一類是地殼類硅鋁鈣等元素，第二類是離子成分，比如硫酸鹽、硝酸鹽、氯鹽等。第三類是包括有機碳和元素碳等的含碳成分。”國家環(huán)境保護城市環(huán)境顆粒物污染防治重點實驗室主任馮銀廠在接受科技日報記者采訪時表示，大氣氣溶膠有人為源和自然源，大部分氣溶膠都是人為源。

氣溶膠的自然來源主要是海洋、土壤和生物圈以及火山等，而人為源為化學制品、紙漿和造紙、化肥、農(nóng)業(yè)作物等。需要注意的是，氣溶膠作為載體，攜帶著病毒等對人體健康有害的物質(zhì)。

馮銀廠向記者解釋道，元素碳在氣溶膠影響氣候變化的過程中作用較大，有些有機物比如硫酸鹽等會影響光的輻射、散射，或是對光進行吸收。據(jù)悉，黑碳氣溶膠對可見光和部分紅外光譜有很強的吸收能力，它在大氣中的各種化學和光化學反應(yīng)、非均相反應(yīng)以及氣粒轉(zhuǎn)化過程中起著重要作用。

中科院大氣物理研究所劉強等研究人員指出，氣溶膠對氣候的影響可分為直接影響和間接影響兩大方面。直接影響指大氣中的氣溶膠粒子吸收和散射太陽輻射和地面輻射出的長波輻射，從而影響地球與大氣間的輻射平衡。間接影響是指氣溶膠濃度變化會影響云層，而云層變化反過來影響氣候。

武漢大學環(huán)境工程系王祖武教授對記者表示：“實際上氣溶膠影響的是能見度，它形成灰霾后折射或反射太陽光。另外，它相當于凝結(jié)核，水汽聚集在凝結(jié)核上，影響云層和降雨。跟溫室氣體的效應(yīng)正好相反，氣溶膠好比制冷劑，能導(dǎo)致地面溫度降低。不過，大氣環(huán)境復(fù)雜，不能說只靠單一的氣溶膠就能影響氣候變化。”

既然氣溶膠能影響氣候，向大氣中注入氣溶膠能否緩解氣候變化呢？“給地球加一個罩子，讓紫外線少進來？我覺得這個可能性太小了。怎么把顆粒物弄上去呢？不考慮返流的問題嗎？我們在治理顆粒物，要把空氣中的污染顆粒物弄少點，它這是又把顆粒物弄到高空？”馮銀廠對平流層紗罩的可行性持懷疑態(tài)度。

應(yīng)對氣候變化，還有這些地球工程

向平流層注入氣溶膠、搭建空間反光鏡、制作太陽傘、向海洋中施加鐵元素……這些“修補”地球的行為統(tǒng)稱為“地球工程”，旨在通過工程和技術(shù)手段對氣候狀況加以干預(yù)，從而應(yīng)對氣候變化帶來的全球升溫問題。

據(jù)資料顯示，聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會將地球工程分為兩種類型。第一種類型是碳移除地球工程，通過植樹造林、土壤固碳、生物質(zhì)碳捕獲等各種碳捕獲、封存和轉(zhuǎn)化技術(shù)，降低大氣中的溫室氣體濃度。碳去除地球工程最典型的是海洋施肥，比如向海洋中施加鐵元素或是氮、磷等營養(yǎng)元素，也有人提出將深層海水抽到表層，向海洋表層提供營養(yǎng)元素，同時加快將表層碳固定到海底的速率。

第二種類型是太陽輻射管理地球工程，是通過影響進入到大氣層的太陽輻射，為地球“直接降溫”。主要是通過增加反照率，把一些太陽光散射回太空，從而減少地球吸收的短波輻射，降低地球變暖的速率。比如人為在平流層注入氣溶膠、亮化增白大氣中的云層、屋頂刷白、沙漠綠化、在地球大氣層中設(shè)置太空反射鏡等。

據(jù)中國氣象局發(fā)展研究中心助理研究員孔鋒分析，近十年的地球工程研究雖然取得一些進展，但還是相對薄弱，未得到地球系統(tǒng)多模式集合的驗證，且實施效果具有高度不確定性，可能帶來高風險。

但中國氣象科學研究院車慧正研究員對記者稱，應(yīng)對氣候變化最主要的還是控制人為排放。王祖武也認為溫室氣體減排才是切實可行的應(yīng)對氣候變化的措施，現(xiàn)在已經(jīng)提出了較多碳減排、碳交易的措施。

“應(yīng)對氣候變化最重要的還是減排，二氧化碳那么多，能不升溫嗎？我覺得減排最可行，其他工程的可操作性還需要考慮。”馮銀廠說。