文章 Articles

人为操控天气?——地球工程与气候变化

中国科学家声称能够控制天气。地球工程是否只是一厢情愿的空想?如果真是这样,我们是不是应该担心呢?大卫•亚当报道

Article image

11月1日,一场不合季节的大雪落在北京,足足下了11个小时。这是多年来北京下得最早也最大的一场雪。同时,中国宣布这场雪是人工的。截至10月底,本来就很干旱的华北的旱情火上浇油。于是,10月31日夜间,北京的气象工作者发射了186枚携带化学物质的增雪弹,到高空“播”云促雪。“由于北京的旱情长期存在,我们不会错过任何人工降水的机会。”北京市人工影响天气办公室主任张强接受官方媒体采访时说。

20世纪50年代以来,美国曾经尝试过用这种播云的方式来增加发源于加州内华达山脉河流的水量,但是西方对于这种试图控制天气的做法基本上都嗤之以鼻。打到天空中的化学物质通常是干冰或者碘化银,据说它们可以为水蒸气提供一个界面,形成降雨。但没有什么证据能证明它们真的奏效,毕竟科学家们又怎么知道天空本来就不会下雨呢?

尽管存在这样的质疑,中国仍然高调宣布对云系的掌控。官员们说60周年国庆大阅兵当天的晴空万里,就是18架播云飞机加432发火箭弹事先驱散了雨云的结果。去年,为了让奥运会开幕式当天的降雨停止,中国发射了1000多枚火箭弹。

“世界上没有几个国家能够组织这样大规模、神乎其神的人工影响天气作业。”中国空军的气象学家崔廉清在阅兵之后接受新华社采访时说。

无论是否神奇,人们对故意控制天气的兴趣日益增加,行动的规模也越来越大。2010年初,一批世界顶尖的气候变化专家将齐集加利福尼亚,讨论如何应对全球变暖,以及应该由谁来实施。他们提出的有些办法和播云类似,也是把大量化学物质发射到大气中,这听起来似乎不太靠谱,但随着人们对全球变暖的可能进程越来越悲观,它们被迅速提上议事日程。

兴趣增加的同时,人们也越发担心这种被称为地球工程的技术,是否会在未获国际社会广泛认可的情况下,被某个国家甚至某个富有的个人开发利用。“如果有朝一日理查德·布兰森(维珍集团总裁)真的下定决心来拯救地球,情况会怎么样?”一位气候专家问道。如果中国认为它可以让播云的办法奏效,那地球工程又如何呢?

“如果气候变化情况不可收拾,很多国家都会开始寻求终极手段。”斯坦佛大学能源政策专家兼美国对外关系委员会高级研究员戴维·维克多说。“从逻辑上讲,单边的地球工程行动风险很大。控制排放需要各国共同行动,地球工程则不同,大多数能力很强的国家可以单独采取行动。”

维克多是一个重量级的政策分析专家,但是,他最引人注目的一个学术创举,则是把世界最钟爱的王牌间谍——“007”的名字放在《牛津经济政策评论》严肃的行文中。他在去年发表的一篇文章中说:“地球工程可能并不需要什么合作性的国际努力就可以对气候产生影响。只要有一个热衷于这种方式、自命为地球保护者的家伙,再加上比尔·盖茨身家的一小部分就足以完成一大堆地球工程行动。未来的邦德电影就不怕没得拍了,单边性地球工程的困境是多么好的题材!”《金手指》?不!现在是《绿手指》。

单边地球工程之所以让专家们担忧,原因有两个。首先是巨大的副作用,比如它可能影响到世界的降雨。其次,地球工程行动一旦开始,很可能就必须一直持续下去,停下来就会引起气候的急剧变化。“单边地球工程行动的诸多危险之一就是一旦一个国家开始行动,就很难停止了。”维克多说,“消除变暖中的保护罩,即使它是 一个有缺陷的保护罩,就会给地球带来更迅速也更危险的变暖。”

迄今,全球变暖行动已经形成一个价值数十亿英镑的新兴碳市场,在这里, 国家并不是唯一的主体。地球工程需要投资,私有企业都在虎视眈眈地等待机会。有两家公司已经提出了向海中倾倒钢铁的计划,由此产生的水华可以吸收额外的污 染,再折算成碳补偿份额出售。史蒂文·利维特和斯蒂芬·杜布纳在新著《魔鬼经济学》中对微软前首席技术官内森·麦沃尔德的观点表示赞同。麦沃尔德自己的知 识风险公司正在探索一种方法,将大量具有反射能力的硫磺粉末,通过被氦气球牵引的18英里长的管道,投放到平流层中去。该技术已获得专利。

大多数人听到这里都会大摇其头,说这个愚蠢透顶的想法根本就不可能实现,然后就又埋头去玩填字游戏了。或许他们是对的,但纵观全球变暖的历程,似乎一直存在 某种超越预测的发展趋势。就在几年前,科学家和政治家们还在讨论把全球气温上升控制在2摄氏度以内,然而专家们最近在牛津大学的一次会议上已经公开讨论4摄氏度的上升了。英国气象办公室的一份新报告警告说,如果我们不采取果断的行动,大多数人都会在有生之年看到这个可怕的结果。

十年前,一小群支持者提出了“碳封存”的概念,就是将发电厂的碳排放截留在地下。但这个未经验证的提议遭到大多数人的否定,理由是成本太高、难以大规模实施。然而,这个想法改名“碳捕获与碳储存”之后,现在已经成为包括英国在内各国的主流能源政策,尽管它依旧未经验证,依旧被许多人认为成本太高、难以大规模实施。就在刚刚过去的10月份,国际能源机构提出世界应该在2020年之前建成100座实现完全碳捕获的电厂,到2030年达到850座。

如果地球工程也按照类似的轨道发展,那么要多久,这些预计将来损失最严重的国家或个人,或者早就认为所需的大量减排不切实际的国家或个人,才会转而求助于那些目前看起来不可思议的方案呢?小布什政府时期,美国已经成功地说服政府间气候变化专门委员会(IPCC)加强对地球工程学的研究,以作为一种“保险”。

最近,英国皇家学会对人们的选择进行了一次调查, 资深科学家们私下预计这个调查会让地球工程的整个概念都被当作无稽之谈而遭到唾弃。然而,皇家学会9月份作出的结论说,遮挡太阳的方法“在需要全球气温迅 速下降的情况下,可以提供一个有用的短期缓解气温上升的备用方法”。皇家学会还强调说,减排是我们前进的方向,但同时也建议进行“更有前途”的地球工程技术研发。

“我想未来十年我们对地球工程的态度会认真得多,”维克多说,“但在一定时间内我们还不需要部署地球工程系统。除非我们真的不幸面临变暖速度加倍,或者完全无法控制排放,否则大多数国家是不会决定实施地球工程的。按照我的预期,未来40年内部署地球工程系统的可能性只有五分之一。”

成本并不是地球工程方式的障碍。与可再生能源以及消灭化石燃料的巨大成本相比,代价最小的地球工程方式可能只需要几十亿美元,可能只有通过减排解决全球变暖花费的百分之一。

阿兰·罗伯克是新泽西州罗格斯大学的一位火山和气候学专家,他一直在研究某种最热门的地球工程学方式的行动成本。这种方式就是模拟火山喷发的冷却效应,往高层大气注入可以反射阳光的硫化物。

皮纳图博火山在1991年的喷发把大量发光的硫磺粉末带入大气层,遮天蔽日,其后一年中气温下降了0.5摄氏度。1815年印度尼西亚坦博拉火山的喷发造成了著名的“无夏之年”,包括欧洲、美国东北部和加拿大在内的广大北部地区庄稼绝收。

罗伯克已经计算出每年向平流层注入100万吨硫磺粉末所需的技术成本,这个量相当于皮纳图博火山每4到8年喷发一次,科学家们认为足以抵消由于持续增长的碳排放造成的全球变暖。

最经济的方式就是使用大型空中加油飞机,比如美国空军的“KC-10补充者”,装满二氧化硫或硫化氢气体。这是一项24小时作业,需要九架飞机,每架每天三个来回。罗伯克和他的同事在《地球物理研究快报》上发表了一篇新论文,文中指出要完成这个行动每年只需要“几十亿美元”。这个结果使得罗伯克不得不对去年发表一篇引人注目的说法进行修改,他在那里列举了反对地球工程的二十大理由。“事实证明成本并不高。”

然而,在罗伯克的新论文里仍然提出了17项理由,说明地球工程并非应对气候变化的良策。把硫注入大气将使地球的水循环变慢,对降水模式的破坏比全球变暖还要大。而且地球工程旨在阻碍阳光加热地球,对减少汽车、工厂和电站的二氧化碳污染毫无作用,因此也不能解决日益加剧的海洋酸化问题。由于过量排放的碳融入海水,世界海洋的表面正在慢慢变成酸液。珊瑚礁已经面临灭亡,许多贝类也将步其后尘。同时,改变大气还会弱化太阳能的利用,使多年来修补臭氧空洞的努力付诸东流。

既然地球工程有如此之多潜在的灾难,那是不是必须有一个法律来防止它呢?然而,国际法在这一点上是模糊不清的。唯一与许多地球工程直接相关的国际框架是1976年的《禁用改变环境技术公约》,目的是制止国家之间由于相互干扰天气而引发战争,然而这一公约从未真正适用过。至于1982年的《联合国海洋法公约》1967年的《外层空间条约》,都只被用来规范在共有空间的行为和实验,但向大气释放物质在法律上的问题更复杂,因为各国对其领空拥有主权。

许 多专家认为防止国家和企业进行单边地球工程活动的最佳方法不是国际法律和条约,而是直截了当地开始认真研究。“制服最坏的单边地球工程行动方式的办法就是 大大增加研究力度,特别是对副作用的研究。”维克多说,“最大的危险之一在于某些国家试图建立一个针对地球工程的禁忌。这个禁忌的确会阻止许多研究,但它 不能制止坚定的流氓。这种情况可以说是最糟糕的,因为流氓不会放弃他们的努力,但我们其他人却会因为研究不足而不知道如何应对。”

迈克·麦克拉肯是华盛顿气候研究所的 首席科学家,也是明年春天加州会议的组织者,会议的目标是建立一些指导方针。麦克拉肯说大规模的单边地球工程行动“不太可信”,他最关注的是对后代的公 平。无论是谁一旦开始地球工程行动,其他所有人都必须持续进行下去,因为它将给全球变暖戴上一张无法摘掉的面具。“这可能是单方面的关切将会被重新构筑的方式,我们这一代人或多或少都会在减排上只采取缓慢的行动,这在本质上迫使下一代更倾向于实施地球工程,以拯救那些人们认为对地球有益和独特的事物。”

如果仔细分析大多数关于地球工程的科学报告的弦外之音,我们会发现一个心照不宣的论断:地球工程学的设想太绝对了,只消讨论它便会让努力重新集中在削减排放上。但如果效果恰恰相反呢?如果花重金对地球工程进行研究、写出来的文章(比如本文)恰恰给了那些本来就对低碳世界兴趣缺乏的人们带来启示,又该怎么办?

“知识是难以隐藏的,”罗伯克说,“如果人们不知道如何制造核弹该多好啊,但他们知道了。我们必须对后果进行研究和讨论,再利用政治和影响力让人们知道会发生什么情况。”

遏制气候变化的五大极端方式

从模拟火山喷发到设置外空镜面,科学正在探索抵御全球变暖的新办法。

增加平流层悬浮微粒

通过向高层大气喷射闪亮的硫化物,模拟火山喷发的冷却效应。这种方式相对经济简便,但是需要不断进行,因为化学物质会逐渐落回地面。可能出现的副作用包括全球水循环和降水的变化。这种方式不能制止二氧化碳的排放及海洋酸化等后果。

可信度:70%

向海洋倾倒钢铁“肥料”

向海中倾倒钢铁,促进浮游生物的生长,以吸收大气中的二氧化碳。缺陷为无法大规模实施,而且会违反有关海洋倾倒的国际法。而且关于浮游生物的下沉深度还是一个问题,因此这是否能够作为一个长久之计仍然存疑。

可信度:50%

喷洒海水让云变白


全世界海域行驶的船只都向天空喷射海水,使其汽化,留下闪亮的盐结晶来让云系白化,把阳光反射回外空。这种方式可以随时停止,但会影响风和雨的运行模式,而且也不能解决海洋酸化问题。

可信度:60%

架设外空镜面反射阳光


看起来有些像好莱坞电影的设想,用一个巨大的遮阳篷来挡住阳光。更现实的设想是用数百万甚至数十亿个小镜子而非一个硕大的遮阳篷式卫星。这种方式成本极高,需要制造大量火箭来进行镜面的发射,也会带来臭氧层破坏问题。

可信度:20%


人造树“吞碳”

通过化学过程用人造树来吸收二氧化碳。在技术上可行,但如果要达到一定规模成本高昂,捕获的碳仍然必须处理掉。这是为数不多能够降低大气中二氧化碳含量的方式之一。

可信度:40%


来源:www.guardian.co.uk/

卫报新闻传媒有限公司2009年版权所有

发表评论 Post a comment

评论通过管理员审核后翻译成中文或英文。 最大字符 1200。

Comments are translated into either Chinese or English after being moderated. Maximum characters 1200.

评论 comments

Default avatar
匿名 | Anonymous

播云

这篇文章将最近中国北方地区大雪天气归结于是科技因素造成。但是为什么依旧在冬天使用这样的技术来缓解干旱,虽然明知道很少作物能长出来?

如果没有可靠的检测,核查和报告,一切都是“有可能”的。

Cloud seeding

The article attributes the recent heavy snows in Northern China to technology. But why use such technology to help alleviate drought during winter when little is likely to be growing?

Anything is "possible" without credible MVR (Monitoring, Verification and Reporting).

Default avatar
匿名 | Anonymous

上帝之手

If one detail was overlooked or one chemical or physical reaction was wrong predicted in the bioengineering, the consequences can't be foreseen by human beings. How well do we know about the chemical reactions if we spread chemicals into the sky? They might react with the atmosphere and rain, flow into the soil, change the chemical equilibrium of the soil, get into plants so as to the biological chain, which just like the use of farm chemical. How many changes are there in the processes that we aren't aware of and can't control?

Sometimes, what we are doing is actually "rob Peter to pay Paul"(or penny wise and pound foolish). To cover past mistakes, we take actions that are more radical. However, we don't have the God's hand. Unless the science could be 100% accurate, otherwise every "project" has risks. How would the pouring of iron into the ocean influence the seabed? Would it affect the distribution of the benthic organisms? Would it change the chemical constitution of the ocean?...

The condition could get worse because of one unpredicted problem and subsequently solutions that are more audacious would be needed. Projects have been made increasingly huge. Finally, one day we have no choice but to hold surgery to the whole planet. Once it becomes out of control, the consequences could be catastrophic.
wildcat

God's Hand

If one detail were overlooked or one chemical or physical reaction were wrong predicted in the earth project, the consequences can't be foreseen by human beings. We spread chemicals into the sky, but how well would we know about the chamical reactions generated by that? They might react with the atmosphere and rain, flow into the soil, change the chemical equilibrium of the soil, get into bodys of plants so as to the biological chain, which just like the use of farm chemical. How many changes in these processes that we don't be aware of and can't control?
Sometimes, what we are doing is actually that "rob Peter to pay Paul"(or penny wise and pound foolish). To cover past mistakes, we take more radical actions. However, we don't have the God's hand, unless the science could be one hundred percent exact, otherwise every "projects" we did have risks. How could the pouring of iron into the ocean impact the seabed? May it affects the distribution of the benthos? May it change the ocean chemical constitution?...
Maybe the condition get worse because of one unpredicted problem and subsequently we may need the more audacious ways to solve it. Projects have been made increasingly huge. Finally one day we have no choice but to hold surgery to the whole planet. Once it becomes out of control, the consequences could be very horrible.
wildcat

Default avatar
匿名 | Anonymous

底碳谈判不事实

哥本哈根联合国气候底碳谈判到后是空的。理由是:我二十几年行动得出数据耒否定。加上我向气候组织申请,批准回信我,我在二年内降全球年平均气温到1991年的14度,我计划一年完成,加一年保险。科学家声称否定人控制气候变化,我认为1科学家没有面试,2科学根不上。如科学院、气候组织提出验证,我100%同意。

Low carbon negotiations are unrealistic

Low carbon negotiations are unrealistic

Copenhagen and United Nations climate and low carbon negotiations are in the end futile. The reason is this: I can produce 20 years data to prove it wrong. In addition, I applied to the Climate Organisation, which replied to me with an approval that within two years, I can lower the world’s annual average temperature to that of 1991’s 14 degrees. I plan to complete this in one year, adding an extra year on the outside. Scientists say people cannot control climate change. I believe that (1) scientists are ashamed to try, (2) that science is not catching up. If the science institute, climate organisation can show evidence, I will agree 100 percent.
Comment translated by smc.