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五大拯救地球工程方案:太空安装巨大反射镜
时间:2011-01-05 16:41:16    来源:    浏览次数:    科技首页    我来说两句()

  北京时间12月18日消息,据探索频道报道,长期以来,地球工程听起来就像是蹩脚的好莱坞动作片里的情节。为了拯救地球,使它免遭全球变暖摧残,我们的杰出人物开始采取极端方法。他们把巨大的镜子送入太空!他们制成假火山!他们制造了庞大的食碳机器!这些计划以前很容易被忽略,即使其中有很多在20世纪70年代末就已经出现了,也没引起人们注意。


  然而2006年地球工程开始慢慢摆脱它的怪胎秀这个不好的名声。诺贝尔化学奖得主和臭氧层保护学家保罗·克拉兹在《气候变化》杂志上发表了一篇科学社论。最近英国东安格利亚大学(UEA)的研究人员公布了有关最有影响力的地球工程方案的综合评估结果。科学家为每一个被提议的方案计算出辐射驱动力(Radiative Forcing, RF),它是一种气候模式指数,显示人造和自然因素对地球产生的影响。自工业时代开始以来,我们已经导致辐射驱动力上升到1.6,将来这个数值很容易会加倍。地球工程的目的是降低这一数值,然而即使是最大规模的计划,也无法令我们摆脱这一困境。下面是五大地球工程方案。


  1.海洋层状云增加


  爱丁堡大学的工程学教授斯蒂芬·萨尔特一直在研究海洋层状云增加的提议,该设想包括:利用风力船把海水喷入大气里,用来增加云团的亮度。理论模型显示,这种方法在远离人造污染物的开阔海域最有效。足够的反射率就像给地球戴上了一顶宽边遮阳帽一样。东安格利亚大学发现,这样增加云团后的辐射驱动力是-3.71。不过该校环境科学院的研究生内奥米·沃恩表示:“我们还要考虑它对臭氧层的影响。”除此以外,我们至少需要用数千艘海洋喷雾船,这种方法才能发挥作用。即使在最有效的开阔海域,反射阳光也不能完全逆转全球变暖造成的破坏,例如海洋酸化。


  2.平流层浮质


  平流层浮质是地球大气层的中间层里的微小粒子,它位于距离地面至少6英里(9.66公里)的高空。2006年保罗·克鲁岑在《气候变化》杂志里的一篇文章里提出这一想法,认为它有可能会成为对抗全球变暖的一种工具。他的这一想法受到1991年菲律宾皮纳图博火山爆发的启发,这座火山把大量灰尘喷入22英里(35.41公里)高空,全球气温记录结果显示它具有制冷效果。要完成这项壮举,需要一架军用战斗机,甚至用气球播撒浮质。尽管东安格利亚大学(UEA)的评估结果显示,这种方法跟海水喷洒方案的效果一样,辐射驱动力是-3.71,但是科学家表示,它也具有类似风险因素。


  3.在太空安装反射镜


  在太空安装巨大的镜子,用来反射阳光,这一想法确实不错。我们拥有国际空间站、火星车和大约8000个围绕地球运行的人造物体,由此看来,在太空安装反射镜的想法也不是那么牵强。为了这个选项,东安格利亚大学的科学家对亚利桑那州立大学的天文学家罗杰·安吉尔的一个想法进行了研究,这一想法是他在2006年发表在《美国国家科学院院刊》里的一篇论文里提出的。


  这是其中最极端的部分:据安吉尔估计:我们必须把数万亿面镜子发射到太空里,形成一个直径10万英里(16.09万公里)的遮阳棚。跟浮质的提议一样,这种方法的辐射驱动力也是-3.71,不过它面临的挑战更加极端。发射工作需要持续数十年,耗资数额将无法估量,而且反射镜每隔50年就要更换一次。这一方案也需要国际合作。锲而不舍的安吉尔已经获得美国宇航局资助,目前他正在与英国发明家联合研制用来发射反射镜的大炮微缩模型。


  4.木炭


  植物茎秆、鸡粪和其他有机垃圾到处都是,它们在腐烂过程中会释放出二氧化碳。把这种生物质转变成燃料是一种方法,但是把它们加工成被称作生物碳的木炭的效果会更好。生物碳起源于亚马逊河流域,在欧洲人到达这里以前,美国印第安人把精细的木炭与土壤混合在一起,制成含碳丰富的沃土 (Terra Preta),即黑土,用来种植庄稼。被称作高温分解的缓慢燃烧过程能防止二氧化碳形成,并能固定材料所含半数的碳。生物碳很稳定,能保持很长时间不变,对土壤肥力和作物产量具有积极效果。尽管高温分解确实会有一些碳排放,但是它生成的气体和油可以用作生物能。据康奈尔大学作物和土壤学副教授约翰尼斯·莱曼计算,美国引入大规模的生物碳方法后,每年化石燃料排放量可减少大约10%。到2100年,生物碳产生的制冷效果大约相当于-0.4辐射驱动力。对美国来说,这一效果很不错。


  5.人造树和其他空气净化器


  这种方法涉及到在化学工程或生物能生产过程中捕捉二氧化碳。把二氧化碳储存在无法提供饮用水的盐水层或抽空石油和天然气的地方。卡尔加里大学气候学家大卫·凯斯一直在研发空气净化机器,这种机器每年能从每平方米大气里吸出20吨二氧化碳。与此相同,哥伦比亚大学的地球物理学家克劳斯·拉克纳尔研发的“人造树”吸收二氧化碳的效果比真树还好。我们大约需要25万台这种机器,才能处理掉我们每年的排放。在大约90年间,最大规模的空气捕捉和储存计划的辐射驱动力是-1.99,而非-3.71,但它确实能起到一定作用。2100年地球工程能否见成效,只有那时的研究人员可以给出确切答案。

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