人工干预气候对地球有什么样的影响?

博士龙

<p class="ql-block">人工影响天气是指避免或者减轻气象灾害,合理利用气候资源,在适当条件下通过科技手段,对局部大气的物理、化学过程进行人工影响,实现增雨雪、防雹、消雨、消雾、防霜等目的的活动,但是人工影响天气活动,在中国,必须按照《气象法》及《人工影响天气管理条例》相关规定开展。</p> <p class="ql-block">平流层是影响地球气候的重要环节</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">平流层作为地球大气层的重要组成部分,对全球气候具有深远影响,其作用主要体现在以下几个方面:</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一、温度结构与气候稳定性</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">平流层的气温随海拔升高而升高(上热下冷),这种逆温结构使得大气垂直运动微弱,气流稳定‌。这种稳定性不仅为飞机飞行提供了安全环境,还减少了天气现象的发生,使平流层大部分时间保持晴朗。此外,平流层顶的温度变化(如温室气体增加导致的降温)可能通过热力耦合影响对流层气候。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">二、臭氧层与紫外线防护</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">平流层中的臭氧层(位于15-30公里高度)能吸收大量太阳紫外线,保护地表生物免受辐射伤害‌。臭氧浓度的变化(如臭氧损耗)会直接改变地球能量平衡,进而影响气候系统。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">三、极端天气的“发动机”</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">平流层环流(如极涡)的季节性变化(冬季西风、夏季东风)是极端冷空气活动的关键驱动因素‌。当极涡扭曲变形时,可能导致寒潮等极端天气事件,例如2016年“霸王级寒潮”和2019年北美异常寒冷均与平流层扰动相关‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">四、火山活动与气候响应</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">强火山喷发将大量尘埃和水汽注入平流层,这些气溶胶可反射太阳辐射,导致平流层增温、对流层降温,短期内影响全球气候模式。例如,汤加火山喷发后,平流层水汽增加可能长期影响气候。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">五、温室效应的“放大器”</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">平流层对温室气体增加的响应与地表相反:地表因温室效应变暖,而平流层因红外辐射流失加剧出现变冷。这种垂直温度梯度变化可能放大气候系统的反馈机制,例如加剧极地涡旋的不稳定性‌。</p> <p class="ql-block">以色列初创公司的试验</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">以色列初创公司筹集 6千万美元,向平流层释放特制颗粒冷却地球</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">私人资本正以前所未有的规模进入地球工程领域,但这一趋势正引发科学界和政策制定者的激烈争论。以色列初创公司Stardust Solutions近日宣布完成6000万美元融资,计划开发可向平流层释放的特制颗粒,通过人工方式模拟火山喷发效应来为地球降温。这笔资金不仅创下了地球工程行业的融资纪录,更标志着这一曾经纯属学术研究的领域正快速走向商业化。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">该项技术被称为太阳辐射管理,其核心理念是通过增加地球大气层的反射能力来减少到达地表的太阳辐射。然而,多位知名气候科学家对此表示强烈质疑,认为该技术路线存在根本性缺陷,而私人公司主导的商业化模式更是引发了关于全球气候治理权力分配的深层担忧。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">商业模式挑战传统研究格局</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">传统上,地球工程研究主要由大学和非营利机构主导,资金规模相对较小,研究进度缓慢。Stardust Solutions的巨额融资改变了这一格局,其投资方包括硅谷知名投资人和意大利工业家族,显示出私人资本对于气候技术解决方案的强烈兴趣。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">公司首席执行官雅奈·耶德瓦布是一位前以色列政府高级物理学家,他承认太阳辐射管理只能作为气候变化应对的补充手段。"仍然会有极端天气事件,我们并没有完全阻止它们,"他在接受媒体采访时表示。尽管如此,他坚持认为在气候危机日益严重的背景下,这种技术干预是必要的探索方向。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">与常规研究中使用的硫酸盐气溶胶不同,Stardust Solutions正在开发一种专有的颗粒配方。耶德瓦布解释说,硫酸盐存在两个主要问题:首先,大气中已经存在的污染使得监测地球工程项目的效果变得困难;其次,硫酸盐可能对臭氧层造成破坏。公司的新材料必须满足"像面粉一样安全"的标准,同时能够"以相对较低的成本大规模生产数百万吨"。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">公司计划最早在明年4月开始"受控户外实验",从11英里高空的改装飞机上释放这些颗粒。这一时间表的激进程度远超传统学术研究的节奏,反映出商业化运作模式的效率优势,但也引发了关于安全性和监管充分性的担忧。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">科学界的根本性质疑</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">盖蒂/未来主义</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">学术界对Stardust Solutions的技术路线和商业模式提出了严厉批评。芝加哥大学著名气候科学家戴维·基思直言不讳地表示,他认为开发出"比硫酸盐更好的"惰性颗粒是不可能的,特别是考虑到该领域已有数十年的深入研究。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">基思的质疑基于扎实的科学基础。硫酸盐气溶胶之所以成为地球工程研究的主流选择,是因为科学家对其在大气中的行为有着相对充分的了解,这得益于对历史上大型火山喷发的长期观察和研究。1991年菲律宾皮纳图博火山喷发向平流层注入了大量硫酸盐,导致全球平均气温在随后两年中下降了约0.5摄氏度,为科学家提供了宝贵的自然实验数据。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">哥伦比亚商学院气候经济学家格诺特·瓦格纳对该项目的商业逻辑提出了更为尖锐的批评。他认为,如果政府最终需要花费10亿美元购买该公司的知识产权,让风险投资人获得巨额回报,"这不是一个合理的途径"。瓦格纳的担忧反映了学术界对地球工程商业化可能带来的道德风险的深度忧虑。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这种批评还涉及更深层的科学伦理问题。地球工程技术的全球性影响意味着其研究和应用应该具有公共品性质,而非成为私人公司的盈利工具。批评者担心,商业利益可能会影响技术开发的客观性和安全性考量。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">治理真空与监管挑战</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">地球工程面临的最大挑战或许不是技术本身,而是治理机制的缺失。太阳辐射管理技术的效果具有全球性,但目前国际社会尚未建立相应的监管框架来约束此类活动。这种治理真空为私人公司的快速行动提供了空间,但也增加了潜在的全球性风险。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">近年来发生的几起地球工程实验争议事件凸显了这一问题的严重性。去年,加利福尼亚州阿拉米达市政府官员叫停了华盛顿大学一项未经充分公告的云增亮实验,原因是该实验缺乏适当的公众咨询和监管审批。哈佛大学的研究团队也因为类似的程序问题和公众反对而被迫停止了大气地球工程实验。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">这些事件表明,即使是由知名学术机构主导的小规模研究也面临巨大的社会接受度挑战,更不用说私人公司的商业化项目。公众对于谁有权决定全球气候干预措施的担忧是完全合理的,因为这些决定的后果将影响整个人类社会。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">耶德瓦布试图通过强调政府监管来缓解这些担忧。他表示,"我们只会参与部署,这将在政府领导的适当治理下进行。处理这样的问题时,应该有非常明确的指导原则。"然而,批评者指出,目前并不存在这样的"适当治理"框架,而且建立这种框架需要广泛的国际协调,这本身就是一个极其复杂的过程。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">当前的国际气候治理体系主要围绕减排和适应措施建立,并未充分考虑地球工程技术的特殊性质。联合国气候变化框架公约等现有机制虽然开始关注这一议题,但具体的监管机制仍在讨论阶段。这种治理滞后为私人公司的快速行动创造了监管套利的机会,但也可能导致全球性的不可逆后果。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">Stardust Solutions的6000万美元融资成功反映了气候危机紧迫性下私人资本对技术解决方案的渴求,但也暴露了现有治理体系在应对新兴技术挑战方面的不足。随着该公司计划在明年开始户外实验,国际社会需要加快建立相应的监管框架,以确保地球工程技术的发展既能应对气候挑战,又不会带来新的全球性风险。这场关于人类是否应该直接干预全球气候系统的辩论,正从学术讨论转向现实政策选择。</p> <p class="ql-block">全球气候治理机制</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">全球气候治理机制是以《联合国气候变化框架公约》(UNFCCC)为核心的多边体系,其发展历程和当前框架如下:</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">一、核心法律框架</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌《联合国气候变化框架公约》‌(1994年生效)</p><p class="ql-block">确立了“共同但有区别的责任”原则,要求发达国家率先减排并向发展中国家提供资金技术支持‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌《京都议定书》‌(2005年生效)</p><p class="ql-block">首次为发达国家设定了具有法律约束力的量化减排目标,但未覆盖发展中国家。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌《巴黎协定》‌(2016年生效)</p><p class="ql-block">提出将全球温升控制在2℃以内并努力限制在1.5℃的目标,采用“自下而上”的国家自主贡献(NDC)模式,要求所有缔约方定期提交减排计划‌。中国在《巴黎协定》的达成、签署、生效和实施各阶段均发挥了关键作用‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">二、治理机制特征</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌多中心与碎片化‌:除UNFCCC主渠道外,还存在G20气候行动、C40城市网络等多元机制,形成“碎而不乱”的治理格局。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌治理嵌构‌:通过非国家行为体(如企业、NGO)与国家的互动,形成“回飞镖模式”,推动气候行动绕过政治阻力。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌南南合作‌:中国通过“中国东盟+”等跨区域合作模式,将气候治理与经济发展结合,如中国—东盟—海合会框架下的资源互补‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">三、当前挑战</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌政治意愿不足‌:发达国家在减排责任和资金支持上消极退缩,发展中国家能力建设滞后‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌技术壁垒与融资失衡‌:低碳技术体系割裂,气候融资承诺未完全落实‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌地缘政治干扰‌:单边主义加剧治理碎片化,影响国际合作效率‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">四、中国贡献</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌早期预警系统‌:中国通过风云气象卫星为全球提供气象服务,助力非洲等地区应对极端天气‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌气候融资‌:在COP29等会议中推动建立新的气候融资集体量化目标‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌多边倡议‌:提出“全球治理倡议”,倡导构建公平合理的气候治理体系‌。</p> <p class="ql-block">平流层降温对地球平衡的影响</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">遮挡平流层人工降温(如通过气溶胶喷射)是一种地球工程方案,旨在通过反射太阳辐射来缓解全球变暖。然而,这一技术可能带来复杂的影响,需谨慎评估其潜在风险。以下是主要影响分析:</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">1. ‌降温效果与原理‌</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌短期降温‌:向平流层注入气溶胶(如二氧化硫)可反射部分太阳光,类似火山喷发后的降温效应。例如,1991年皮纳图博火山喷发后,全球地表温度下降了约0.4–0.5°C‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌技术模拟‌:哈佛大学提出的“平流层气溶胶喷射(SAI)”计划试图通过实验验证这一理论的可行性‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">2. ‌潜在风险与副作用‌</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌气候系统干扰‌:降温可能引发区域性气候异常,如干旱或降雨模式改变。皮纳图博火山喷发后,东南亚出现干旱,北美部分地区降雨增加‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌生态与健康影响‌:气溶胶可能破坏臭氧层,增加紫外线辐射风险,并影响空气质量‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌技术不确定性‌:气溶胶在大气中的行为复杂,可能引发不可预测的连锁反应,如云层变化或降雨减少‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">3. ‌伦理与社会争议‌</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌公众参与缺失‌:类似SCoPEx的实验因未充分咨询当地社区(如瑞典萨米族)而引发争议,最终被取消‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌长期依赖风险‌:该技术可能被视为“治标不治本”,削弱减排动力,甚至导致“道德风险”‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">4. ‌研究现状与未来‌</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌实验终止‌:2024年,哈佛大学因伦理和安全问题终止了SCoPEx项目,凸显了负责任研究框架的重要性‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">‌替代方案‌:部分科学家建议优先发展碳捕集等更安全的减排技术,而非依赖高风险的地球工程‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">总结</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block">遮挡平流层人工降温虽具短期潜力,但其气候干扰、生态风险及伦理争议使其面临巨大挑战。目前,国际社会更倾向于通过减排和生态修复应对气候变化‌。</p><p class="ql-block"><br></p><p class="ql-block"><br></p>