哈佛大学科学家的大气地球工程实验计划

地球工程：

     温室效应已成为各国政府刻不容缓需要处理的问题。有著名科学家建议，各国应该积极研究用一些早前被唾弃的“怪招”，对付温室效应。科学家正考虑实施一些巨大工程缓解全球变暖，这些所谓的“地球工程”包括：发射反光板到太空挡走阳光、造云阻挡阳光、人工制造巨型“树木”，用以过滤二氧化碳、人造“火山”向空中释放硫化物用以反射阳光等，但不论环保界和主流科学界都认为，当前急务是防止出现温室效应及减少温室气体排放，对这些地球工程学，大规模改变地球环境以适应人类的研究的怪招都嗤之以鼻。但部分世界顶尖的科学家最近指出，这些建议其实有值得研究的价值，呼吁各国领袖及科学组织研究这些方法的可行性，以备万一地球真的需要紧急降温时能够采用（以上内容来自百度百科）。

哈佛大学教授David Keith

近日，两位哈佛大学气象学家正在为小型的大气实验做准备，该实验可以通过探究改变气候的可行性和风险来缓解全球变暖的问题。他们将是官方记录最早的可控实验室或计算机模型之外的的地球工程相关实验之一。

哈佛大学的David Keith教授和Frank Keutsch教授希望能够在明年的某个时间，在亚利桑那州图森市的试验场发放一只吊舱上配备推进器和传感器的高空气球。（原文如此，高空气球还有必要配推进器？）在工程测试开始后，“StratoCruiser”（平流层巡航者）会向平流层喷洒一些细雾状材料，例如二氧化碳、氧化铝和碳酸钙等。然后气球吊舱上的传感器会测量粒子的反射率，它们在什么样的温度下会分散或结合，它们与大气层中其他化合物的作用方式。

这些研究人员第一次提出这些气球实验是在2014年发表的名为“Stratospheric controlledperturbation experiment: a small-scale experiment to improve understanding ofthe risks of solar geoengineering”的文章上。在周五华盛顿特区开的地理工程学学术会议上，Keith说他们已经与亚利桑那州的World View Enterprises测试气球公司展开工程设计工作。他们也开始讨论了关于此类实验合适的管理结构，并且计划建立一个独立的机构来评审他们的方案。

          world view公司的载人气球概念图

world view公司的STRATOLLITE FLIGHT气球搭载服务平台

“我们将在明年进行首次飞行实验”。他在the Carnegie Endowment for International Peace（卡内基国际和平基金）举办的the Forum U.S. Solar Geoengineering Research（美国太阳能地球工程学研讨会）上说。

在之前MIT Technology Review（麻省理工技术评论）的采访中Keith强调，地球工程学本身不是非黑即白的二元实验。但是它们应该可以为他仔细研究过的实验方法提供有价值的信息，正如太阳能辐射管理实验那样。

此次实验的基本理念是向平流层喷洒某些类型的微小颗粒可以帮助更多的热量反射回空间。科学家们相信这种方法一定会起到作用，因为在大自然中这已经做到了。过去的火山大爆发造成成千上万吨的二氧化硫排向天空中，这让之后几个月中的全球气温有所降低。

而还不清楚的恰恰是这种技术怎样控制了全球范围内的温度，什么物质能够达到最好的效果，和这对环境产生的副作用是什么。特别值得注意的是，在世界上部分地区，过去的火山爆发也会降低降水水平，而且众所周知地，二氧化硫会耗尽臭氧层对地球的保护。

Keith已经利用计算机模型精准地探讨了包括冰晶和氧化铝在内的其他物质对臭氧层只造成中性影响的可能性。去年年底，Keutsch和其他研究人员发表了一篇论文“Stratospheric solargeoengineering without ozone loss”，文中提出发现利用方解石可以使全球气温降低并且可以修复臭氧层，方解石是一种有碳酸钙组成的矿物质。

气球实验还可以帮助进一步了解在实际环境中这些化学物质究竟是怎样与臭氧进行前期反应的，实验提供的额外信息还可以帮助他们加深对太阳能地理工程学的理解，他说：“你必须在实际的环境中测量探究事物因为大自然总会给你惊喜。”

这会是科学家们自此开始在户外进行地球工程学相关试验的时机吗？

Keith强调说要想判断一些地球工程技术是否要被部署还为时尚早。但是他已经发声多年，表示研究应该向前推进以更好地了解它们的容限及危险性，因为他们可能大幅度地减少气候变化地风险。他表示该实验对环境地影响微不足道，因为他们将使用不超过一公斤的实验材料。

初步实验的经费来自于哈佛大学对Keith和Keutsch作为新晋教授提供的助研金。更多的研究经费可能来自哈佛大学的Solar Geoengineering Research Program（太阳能地球工程学研究项目），这个涉及多学科的项目是今年春天启动的，围绕地球工程学主要研究环境治理可行性、风险、伦理、及治理方案。截至发稿，该项目已经从微软合作创始人Bill Gates、the Hewlett Foundation（休利特基金会）、the Alfred P. Sloan Foundation（阿尔弗雷德P.斯隆基金会）、Harvard-internal funds（哈佛内部基金）及其他慈善家处筹集了超过7百万美元。

地球工程学评论家反对其观点，认为气候系统过于复杂尽量不要干预，这样做环境风险太高，不如探讨“修复”技术以降低减少温室气体排放的压力。

到目前位置，只有两个已知的在户外进行的地球工程实验：2011年的E-PEACE实验，加州大学的研究人员们在San Diego沿海岸喷洒盐颗粒，2009年俄罗斯科学家们从直升机和汽车上散布硫酸盐颗粒。英国所谓的SPICE实验在2012年很快地停止取消了，在一些参与的科学家申请了相关专利后紧跟着来的就是公众的批评及利益冲突的指控。

以前的一次采访中，前Lawrence Livermore National Laboratory（劳伦斯利弗莫尔国家实验室）副董事Jane Long强调，推进地球工程学实验的科研工作者们需要竭尽全力确保适当的公共通知，合理的监督，尤其当他们是基于私人基金会开展工作时。但是她也表示，鉴于日益增长的气候变化的危险，现在是时候要认真研究相关的科技潜力了。

“我们应该在十年前开始的，”她说“要知道最重要的是，在我们能够开展相关研究的时候要竭尽全力。”

浮空君说：

     看来地球工程目前确实存在一些争议，但就像地震预报研究一样，虽然至今都没有令人满意的成果，但科学家们的研究努力从未停止。只要是对人类有益的，研究就是有价值的。