地球工程學

地球工程學

地球工程學(geoengineering),也稱為氣候工程學、氣候調整或者氣候干預,主要指主動的大規模的改造或操縱行星環境,以應對或者抵消大氣化學成分變化帶來的影響。

基本介紹

  • 中文名:地球工程學
  • 外文名:geoengineering
  • 類別:地球科學、工程學
簡介,幾種方法,風險,研究中國的機遇和調整,

簡介

圖片圖片
地球工程學(geoengineering),也稱為氣候工程學、氣候調整或者氣候干預,主要指主動的大規模的改造或操縱行星環境,以應對或者抵消大氣化學成分變化帶來的影響。在2007年的國際間氣候變化會議的結論中,提到地球工程學的方法,就是利用海洋肥沃化以去除大氣中的CO2,但這種方法的大規模實現可行性仍未被證明,地球工程學的成本估算也沒有正式發布。

幾種方法

歐巴馬的首席科學顧問約翰·霍爾頓也認為,在考慮氣候變化應對方法時,不應該把地球工程排除在外。他在接受美聯社採訪時表示,氣候變化的形勢緊急,我們已經沒有時間來挑剔應對方法了。
圖片圖片
研究表明,只要將太陽光遮擋掉1.8%,就能抵消大氣層中雙倍的溫室氣體所產生的變暖效應。2008年11月,來自美國各地的一批研究人員聚集在史丹福大學,參加了一個探究如何減少太陽能量輸入大氣層的研討會。建議中最簡單的方法,就是模擬火山的冷卻效應,對高層大氣注射二氧化硫。硫磺價格低廉,釋放的手段也很簡便,可以通過氣球釋放或經過垂直的管道抽運而達到同溫層。二氧化硫會形成硫酸鹽顆粒,直徑約為0.1微米,大得足以阻止入射的陽光,但又小得足以讓紅外線波長,即來自地球的熱輻射重新散逸到太空中去。當然,這種噴射方法也不是毫無風險的,我們在地球大氣層內所作的任何干預,都可能帶來無法預測的副作用。

圖片圖片
第二種建議是在太空布置一面反射鏡,把部分太陽光集中反射到某個局部區域,就能改變局部區域的氣候狀況。事實上,1993年2月4日,俄羅斯科學家在“進步”號宇宙飛船上,曾成功地進行了代號為“旗幟”的人造月亮試驗,首次將太陽光反射到地球背陽的一面,為研製太空反射鏡提供了技術基礎。
美國加利福尼亞州史丹福大學的研究人員,提出了第三種構想,即為整個地球建築一個“太空遮陽傘(Space Based Sunshade)”。這一構想目前仍存在許多爭議,但近來的研究表明:通過使抵達地球表面的陽光發生折射,來中和溫室效應所產生的熱量,還是很有希望實現的。

風險

反對採用地球工程方案來應對全球變變暖的人認為,採用地球工程的方法,絲毫無助於減少大氣層中的二氧化碳,仍會產生海洋酸化之類的後續效應。另外,問題的關鍵還在於地球工程方案的成本和可行性。
如果我們突然面臨著一場氣候災難,那么,二氧化硫的顆粒法是廉價的,其工程原理也十分簡單,幾年內就可以付諸實施,部署起來也很省力。
“太空遮陽傘”雖然很清潔、便於控制、可望將副作用降低到最低限度,是一個很有吸引力的方案,但其成本太高,不大可能在近期付諸實施。
採用地球工程方案還有一種風險,那就是全球氣候可能會被地球工程學所左右。最近,美國卡內基研究所的一份研究報告指出:如果地球生物圈適應了陽光稀少的環境和當前的二氧化碳排放量,那么,“太空遮陽傘”一旦失靈,就可能帶來迅速而嚴重的後果,包括全球變暖的速度會比當前加快20倍。

研究中國的機遇和調整

我國幅員遼闊,地形多樣,並且人口眾多,既有1.3億人口生活在沿海,又有7.5億人口生活在農村,因此我國既是全球變暖特徵最顯著,又是受全球變暖影響最大的國家之一。
我國科學家預計,未來20年~100年,我國氣溫還將繼續升高,預計到2020年,我國年平均氣溫將可能變暖0.5攝氏度~0.7攝氏度。近50年來,我國沿海的海平面也不斷上升,年均上升2.5毫米,略高於全球平均水平。發生極端天氣氣候事件的頻率和強度也明顯增高。
隨著我國航天技術的發展,航天技術在應對全球變暖的行動中,已經發揮了重要的作用。目前中國有5顆在軌運行的氣象衛星,中國已成為全球對地觀測系統的重要成員,其氣象衛星數據和產品已實現全球共享。中國正在研發觀測溫室氣體和主要化學反應氣體的衛星有效載荷,即將形成全球性、長期、定量和三維綜合立體觀測能力。
我國航天事業的發展,取決於需求牽引和技術推動,當然也要受到經費的制約。應對全球變暖對航天的發展提出了新的需求,不僅要求進一步研究全球變暖的原因,監測溫室氣體的排放量和分布,也提出了研究“太空遮陽傘”等地球工程的要求。由於在太空接收太陽能的能量要明顯大於地面,太空太陽能電站的建設也必將提上日程。裝配和維修這些天基設施,載人航天也大有用武之地。為此,我們有必要對此開展概念研究工作。所有這一切,都要求我國的航天技術必須進行自主創新。由此可見,全球變暖不僅給我國航天技術的發展,提出了挑戰,也提供了新的機遇。

相關詞條

熱門詞條

聯絡我們