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但要真正实现它可就困难得多了

作者: 鑫宝169|来源: http://www.0523wifi.com|栏目:鑫宝169娱乐游戏|    日期:2016-11-15

  如何解决不断加速的全球变暖问题,是地球目前面临的最为急迫的挑战之一。

  有一项提议看上去非常不切实际:制作一把巨大的、安置在太空中的遮阳伞。既然我们已经在不经意间改变了我们的气候,何不通过地球工程、刻意地对气候施加一些影响呢?

  这个想法固然十分激进,但说不定真能有点作用。即使二氧化碳含量不断上升,减少光照量也能迅速给地球降温。小行星撞击地球、导致恐龙灭绝时,屏蔽了地球上90%的阳光,而我们只要减少2%到4%就可以使地球恢复到工业化之前的气候了。

  从英国皇家学会、NASA、再到欧盟,太空遮阳伞计划在不少高级机构得到了人们的支持。它甚至吸引了最德高望重的全球变暖研究机构——联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)的兴趣。

  这一概念或许将逐渐成为主流,但要真正实现它可就困难得多了。地球是一个始终处在运动中的系统,要想实现均匀降温,遮阳伞必须被放在地球与太阳的引力相互平衡的地方,即拉格朗日点L1,据地球约160万公里。

  工程师詹姆斯?厄里(JamesEarly)于1989年首次对该计划提出构思。最初的设计是一块巨大的、宽达2000公里的遮阳板。这块板太过沉重,必须在月球上进行装配。在此之后,又有人提出利用月尘、55000块铁丝网制成的镜子、或由微型小伞构成的地球“腰带”来遮蔽阳光。这还不算最大胆的想法呢:有人提议用相当于5*1015颗氢弹的炸药,将地球炸得离太阳远一点。

  目前为止最大的挑战是,如何将遮阳伞安置在太空中。目前将一磅物品发射到轨道上的成本至少为1万美元(约合69400元人民币)。并且自从1972年之后,人类还从未登上过月球。因此要想增加该计划的可行性,这一装置必须在地球上组装才行。

  天文学家罗杰?安吉尔(RogerAngel)认为他的方案可以解决这一问题:使用16万亿台可以飞行的空间机器人。每台机器人重量仅1克,和一只大蝴蝶差不多。机器人上装有钻了细孔的透明薄膜,可以折射阳光。为了减轻重量,透镜的厚度不能超过人类头发直径的百分之一。“如果比这个厚度还薄,就挡不住阳光了。”他说道。

  这些机器人将利用太阳能离子推进器进入轨道中(该技术已经被用在了欧洲航天局的Smart-1月球探测器上),形成一片直径9.6万公里的柱状云团。然后这些机器人需要“牧羊犬卫星”的定期疏导,防止它们撞在一块儿,或者被折射的阳光推离了位置。“如果它们偏离了团队,就会越飘越远,最后落回地球上。”安吉尔说道。

  电磁炮

  这样一来,我们需要向太空发射2千万吨重的东西,对于化学火箭来说,这仍然太沉重了。安吉尔的解决方案太过荒诞,多年来一直被认为不可能实现,因为它无疑是对物理法则的一种反抗:它将在一座大山中嵌入一门巨大的电磁炮。

  该系统将利用某种形式的电磁能,将电转化为推力,对货舱进行加速,最终从山顶上发射出去。这种力名叫洛伦兹力,已经被我们用在了磁悬浮列车、火车、以及美国海军的最新型武器上。抛开燃料费用不谈,发射费用也许只有每磅20美元(约合130元人民币),只需几万亿美元,就足够将这把“遮阳伞”发射到轨道上了。

  唯一的问题是,这样的技术目前还不存在。

  目前为止,最容易的方法——也是最简单的方法是,在地球上模拟出一场自然灾害。小行星撞击和火山爆发之所以具有冷却效果,主要是因为这些灾害会导致富含硫的岩石蒸发为气体,从而排放出了大量的硫。这些颗粒会在空气中盘桓数年,增加大气的密度和阳光反射率。最近一次这样的事件发生在1991年,皮纳图博火山爆发时,向大气中排放了成千上万吨二氧化硫气体。在接下来的几年中,地球的温度下降了零点几度。

  据估计,1千克硫便可以抵消几十万千克二氧化碳造成的温室效应。如今全球变暖的形势越加紧迫,一次人造的超级火山爆发也许正是解决这一问题的一剂良药。

  臭氧之忧

  但目前我们还不清楚这种做法在实际中究竟能否起到应有的作用。地球降温的速度会多快?能够降下来多少度?火山灰会不会逐渐把整个地球都覆盖了呢?毕竟,只要比我们预期的多降了几度,就可能引发灾难性的后果。不过,布里斯托大学的火山学家马修?沃森(MatthewWatson)却不这么想。“有人说,‘万一我们不小心把地球降到零下20度了怎么办呢’。但我觉得这完全是胡扯。我们都很清楚火山会对全球气温造成怎样的影响。“

  沃森认为,这种方法真正的风险在于,它可能会引发一些意想不到的后果。臭氧层能够保护我们免受致癌紫外线的伤害。1987年的蒙特利尔议定书规定,不得使用会对臭氧层造成破坏的物质。这些物质统称氯氟碳化合物,曾广泛运用于冰箱制冷剂和喷雾瓶中。但即便如此,每年春天,南极上方的臭氧层仍会出现一个空洞。

  而硫颗粒恰好会对臭氧层造成严重的破坏。美国罗格斯大学的艾伦?罗伯克教授(AlanRobock)就该现象可能引发的风险发表了一篇报道。”在两次大型火山爆发之后,我们都观察到了广泛的臭氧消耗现象。这种现象一直在全球各地发生。”

  还有天空的问题。即使在晴天时,这些能够散射光的粒子也可能把蓝天变得白蒙蒙的。有了这样一层由硫构成的“遮阳伞”,漫射辐射将会增多,直射的阳光则会减少。“在多云的天气就会出现这种现象,你看不见太阳,但天空仍然是亮的。”沃森说道。不过,虽然这种情况令人不安,我们还是有一线希望的。

  虽然火山爆发会向大气中排放大量的温室气体,但二氧化碳的累积速度其实是减少了。没有人知道这其中的原因,一种可能的解释是,植物喜欢这种雾蒙蒙的天气,由于温度下降,它们可以长得更好。“这其实是一个很好的论点。我们很难预测这种做法会带来怎样的结果,因为整个系统实在是非常、非常复杂。”

  为了解决这些疑问,英国布里斯托大学的丹?朗特(DanLunt)和同事们开展了一项气候模型研究,来预测“遮阳伞”会对气候产生什么样的影响。

  该模型包含三个不同的情境:工业化之前的地球,“温室般的地球”(大气中的二氧化碳含量是现在的4倍,平均气温比现在高6度),以及“被遮阳伞遮住的地球”(二氧化碳含量也是现在的4倍,但光照减少了4%)。在最后一种情境中,相当于每平方米减少了55瓦特的光照量,和一只灯泡差不多。

  他们发现,“遮阳伞”正好可以抵消由于温室效应而上升的温度,说明人类的地球工程取得了成功。但情况也并非这么乐观。与工业化之前相比,热带地区的温度下降了1.5度,高纬度地区则升高了1.5度。并且,就算有了太空遮阳伞,海冰的数量也依然减少了。这是因为整个地球会被均匀地遮住,而热带地区接收到的阳光本就比极地多得多,因此减少了4%之后,热带损失的阳光也更多。

  “被遮阳伞遮住的地球”也比现在要干燥一些,降水量平均减少了5%。“如果你把全球温度降低到工业化之前,地球就会变得非常干燥。要解决这一问题,我们只能继续让全球变暖发挥一点余热。”气候科学家本?克拉维茨(BenKravitz)说道。

  在这个不完美的世界中,有些国家会比其它国家过得更好。遮阳伞能够保护部分地球免受洪水的侵扰,但又会在其它地球引发旱灾。“要应对这一问题,需要全球通力合作,但每个国家肯定都会为自己的利益据理力争,到时可能会出现各种各样的政治阴谋。”朗特说道。

  那么,太空遮阳伞真的能阻止全球变暖吗?如果用地球工程的方法解决气候变化问题,可能反而会带来更多的气候变化。克拉维茨对此表示赞同:“有些事情只有做了之后才能明白。在我们了解地球工程的能耐之前,我们还有很多工作要做。”

  沃森则认为这是一个权衡风险的问题。“十年之前,地球温度升高8.5度简直就像末日降临一样,听上去那么不切实际。但如今已经不是这样了。”在这样的情况下,我们有没有可能进行干预呢?沃森表示:“我认为有可能。我们应该尽自己所能,阻止世界末日的到来。”

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