反射阳光来冷却地球:美国国家科学院在新报告中权衡有争议的措施

2月10日,2015 | 2:41 pm
彼得Frumhoff
前科学与政策主任兼首席气候科学家

总统的科学顾问约翰·p·霍尔德伦说经常观察到的人类应对气候变化有三个基本选择:减缓(减少吸热气体的排放)、适应(应对气候变化不可避免的影响)和痛苦。我们缓解和适应得越快,我们承受的痛苦和强加给后代的痛苦就越少。

然而,假设我们犹豫不决,气温继续上升到危险的水平。在气候紧急情况下,面对重大和其他不可避免的影响的高风险,美国或其他政府是否应该考虑通过向平流层注入反射气溶胶颗粒来强制冷却地球?

今天,美国国家科学院(NAS)加入了讨论两份重要报告审查考虑这种和其他可能的"气候干预"的科学依据——如果减缓和适应被证明不足以限制危险的气候变暖的风险,则采取有意的、可能大规模的行动,将太阳光反射出地球或从大气中清除二氧化碳。

向他们致敬。国家研究委员会(NRC)小组该奖项由《科学》杂志主编、美国地质调查局前局长马西娅·麦克纳特担任主席,以表彰他解决这一系列具有挑战性和争议性的问题。这只是越来越多的科学相关政策评估关于一系列潜在的和有问题的气候反应,通常被称为“地球工程”。

反射太阳光来冷却地球

这是一个主要发现摘要来自核管理委员会的报告气候干预:反射阳光使地球降温。(在相关文章,我的同事Brenda Ekwurzel看了他们的报告《气候干预:二氧化碳去除和可靠封存》:

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阻止阳光到达地球表面的技术可能会在几年内降低全球平均气温,类似于大型火山爆发的影响。虽然已经提出了许多改变反照率(即太阳能反射)的技术,但有两种可能产生重大影响的策略是向平流层注入气溶胶和使海洋云变亮。这些方法不需要重大的技术创新,而且相对便宜……

然而,改变反照率只能暂时掩盖温室气体的变暖效应,并不能解决大气中二氧化碳浓度或海洋酸化等相关影响。在不减少二氧化碳的情况下,反照率改变活动将需要无限期地持续下去,而且规模越来越大,以抵消变暖,如果停止这些活动,将产生严重的负面后果。此外,反照率的改变会对臭氧层、降水模式、陆地和海洋生态系统以及人类健康产生次生影响,带来未知的社会、政治和经济后果。

许多与反照率变化最相关的过程——比如那些控制云和气溶胶形成的过程——是气候系统中最难建模和监测的部分。目前的观测能力缺乏足够的能力来监测反照率改变部署对环境的影响。提高监测天气、气候或更大地球系统的直接和间接变化以及探测单边或不协调部署的能力,有助于进一步了解反照率改变和气候科学。

实施持续的反照率调整而不同时追求减排、二氧化碳去除或两者兼而有之,将是“非理性和不负责任的”。[委员会]反对使用改变反照率的技术,但建议进行进一步的研究,特别是“多重效益”的研究,这种研究既能增进对气候系统的基本认识,又能量化这些技术的潜在成本、预期的和非预期的后果以及风险。

反照率修饰研究将产生法律、伦理、社会、政治和经济方面的影响。该委员会建议启动一个严肃的审议过程,以审查除了现有的国际研究治理结构之外可能还需要哪些国际研究治理结构,以及哪些类型的研究需要这种治理。治理的程度和性质应因活动和相关风险而异,并应通过透明和公开的程序使民间社会参与决策。”

没有什么可以代替大幅度减少温室气体的排放

换句话说:通过(例如)故意向平流层注入数百万吨硫酸盐气溶胶来改变照射到地球表面的阳光量的拟议策略带来了巨大的风险和不确定性,并且没有解决全球变暖的根本原因或二氧化碳浓度上升带来的其他主要风险,例如海洋酸化。188金宝搏手机版它们不应该在今天被部署,我们应该尽一切可能避免它们在未来被部署。正如NRC报告所强调的那样,没有什么可以替代大幅减少温室气体排放。预防医学远比在急诊室接受治疗更有吸引力。

但委员会还建议美国政府投资“反照率改变研究计划”,重点是提高对这些技术对气候、人类和生态系统的有意和无意影响的理解。他们认为——并坚决反对——“道德风险”的论点,即此类研究将在某种程度上分散人们对减排努力的注意力,并得出结论:“作为一个社会,我们已经达到了这样一个程度,即气候变化潜在风险的严重性……超过了与适当设计和管理的研究项目相关的潜在[道德风险]风险。”

我非常同意。我们需要更好地了解这些技术及其风险,即使我们决定永远不部署它们。它们的成本相对较低,如果由其他国家单方面部署,将产生全球性后果。在美国和国际上,更好地了解它们的风险和后果,将有助于社会对它们的使用进行辩论。在科学的指导下,更全面地了解它们的风险,很可能会加强我们绝不使用它们的集体决心,并促使我们对减缓和适应作出更大承诺。而且,如果我们在这方面的努力有所动摇,我们将更好地了解这种急诊室措施的影响。

需要:一个透明的、参与性的过程来指导有关影响和风险的研究

也就是说,谁来决定什么研究是合适的这个问题是棘手的。迄今为止,研究主要局限于计算机建模。美国核管理委员会指出,“控制排放的小规模现场实验[例如向大气中释放反射气溶胶]可能....是有益的。”一些科学家渴望开展实地研究。在我看来,NRC委员会呼吁任何此类研究的计划都必须经过“认真的审议过程”,以权衡其治理方案,这是完全正确的。他们认为,这一过程应该完全透明,并有民间社会的积极参与。

这一过程现在就应该开始,随后在美国支持任何反照率修饰研究的规模扩大之前,就建立了反照率修饰研究的管理指导。