本文摘要：平流层流经气溶胶空间反光镜太阳伞海洋中产生铁元素温室气体造成的全球气候气候变化早已沦为当前世界各国面对的不利挑战之一。

平流层流经气溶胶空间反光镜太阳伞海洋中产生铁元素温室气体造成的全球气候气候变化早已沦为当前世界各国面对的不利挑战之一。在此背景下，“地球工程”作为应付全球气候气候变化而明确提出的一种最必要的人为管理气候的手段，在国际气候谈判中被更加多地提到和注目。那么，“地球工程”究竟是什么？有何起到？为何渐渐沦为国际谈判中的宠儿？1. 什么是地球工程？“地球工程”也被称作气候工程，是指为了应付全球气候变化及其影响，人类根据理解水平和适当能力，从工程和技术手段在较大尺度范围对气候状况加以调节或修正的各种希望和不道德。

“地球工程”的定位是在减慢和适应环境气候变化不力情况下的应急措施，目标是解决问题气候变化带给的全球加剧问题。“地球工程”的点子由来已久。

早在20世纪60年代，美国总统科学顾问委员会在一份取名为“完全恢复我们的环境质量”的报告中明确提出二氧化碳废气正在转变我们赖以生存的家园，必须严肃探寻人工干预对付气候变化的可行性，并建议每年花费50亿美元在热带地区移往反射性材料，以及利用减少云层等手段来应付气候变化。这是全球第一个月应付气候变化的研究报告，也是第一次在政府层面明确提出的大规模人为介入气候变化的设想。

但“地球工程”这一概念直到2009年才由英国皇家学会明确提出，且明确提出之前经历了多年的发展孕育出过程。荷兰大气化学家保罗·约瑟夫·克鲁岑由于证明了氮的氧化物不会加快“大气平流层中维护地球不不受太阳紫外线电磁辐射的臭氧”的分解成，而取得1995年诺贝尔化学奖。在此基础上，克鲁岑引进了“人类世”的概念，即地球环境更加受到人类活动影响的一个新的地质时期，并据此明确提出在全球气候变化背景下，在大气平流层流经气溶胶以应付全球气候气候变化的设想，由此打开了转入21世纪以来地球工程应付全球气候变化的大争辩。

“地球工程”的热议与21世纪全球气候气候变化的不利挑战造就。随着全球气候气候变化持续，联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）在2011年第一次开会了以“地球工程”为主题的会议，同时IPCC第四次和第五次评估报告中也开始大大注目地球工程的内容，并探究地球工程在气候变化应付中的技术和管理问题。2.“地球工程”的两种主要类型联合国政府间气候变化专门委员会将地球工程分成两种类型。第一种类型是碳去除地球工程，其主要原理和路径是通过植树造林、土壤固碳、生物质碳捕捉、土地利用管理、岩石圈和海洋碳报废等各种碳捕捉、报废和转化成技术，来减少大气中的温室气体浓度。

碳除去地球工程最典型的是海洋播种。主要还包括三种手段：一是向海洋中产生铁元素，增进浮游生物大量生长，提升相同二氧化碳的能力；二是向海洋中产生氮、磷等营养元素，减缓浮游生物的新陈代谢过程，加快二氧化碳溶解到海底的速率；三是将深层海水抽到表层，向海洋表层获取营养元素，同时减缓表层的碳固定到海底的速率。20世纪90年代以来，全球最少展开了13次大规模的海洋播种实验，牵涉到海域多达1400平方公里，参予的国家还包括美国、加拿大、澳大利亚、英国、法国、巴西、墨西哥、日本、菲律宾、荷兰、中国等。

第二种类型是太阳辐射管理地球工程，是通过影响转入到大气层的太阳辐射，为地球“必要降温”。其主要原理和路径是通过减少反照率，把一些太阳光衍射返太空，从而增加地球吸取的短波电磁辐射，减少地球气候变化的速率。例如在大气层中的平流层人为流经气溶胶、亮化增白大气中的云层、屋顶刷白、沙漠绿化、在地球大气层中设置太空反射镜等。1991年，菲律宾吕宋岛的皮纳图博火山爆发，大量火山灰转入大气平流层，近2000万吨二氧化硫和水滴混合构成一种气态反射镜，在高空逗留了近两年时间，将太阳光光线返太空，造成1992-1993年间到达地球表面的太阳辐射增加多达10%，使得全球在一年之内降温0.75摄氏度。

平流层流经气溶胶尽管是遏止全球气候变化最慢的方式之一，但也是最危险性的方式，一旦工程启动，全球气候模式将受到很大的影响。3.“地球工程”研究中充满著争辩早前欧美一些国家已首度积极开展了地球工程的涉及研究，但由于地球工程措施过分保守，因此，科学界对地球工程的“副作用”不存在很多争议。例如太阳辐射管理地球工程不会毁坏区域天气气候模式和季风系统，这对倚赖可预测的季节周期来已完成农业等任务的部门来说是一个棘手的问题。

例如有数研究指出，如果从2020-2070年间每年在赤道海面倾倒500万吨二氧化硫，南北半球不会均匀分布地蒙上一层硫酸云，使地球气温上升大约1℃。如果这项工程实行后急遽暂停，气温不会以实行之前10倍的速度回落，带给的环境变化将使很多生物无法适应环境。

在温带草原和森林地带，气温与降雨量产于的相当严重不协调会使生物无所适从。同时地球工程的实行有可能造成热带太平洋水温增高，产生厄尔尼诺现象，给南美洲带给旱灾。

4.应付气候气候变化最后救命稻草2015年12月12日在巴黎气候变化大会上通过了《巴黎协议》，并奠定了温控目标，即“把全球平均气温较工业化前水平增高掌控在2摄氏度之内，并为把加剧掌控在1.5摄氏度之内而希望”。目前全球地表平均气温早已约下降了0.85摄氏度，这一形势下，要超过《巴黎协议》所确认的温控目标挑战十分不利。虽然地球工程是一个十分有争议的领域，但近年来，科学界对于“地球工程是一种研究迷信”的观点开始渐渐改变。目前国际上主要的研究机构都开始参予到地球工程的研究中来，并发展出有相互合作的研究计划，以从理论上深化地球工程在应付全球气候变化中的起到和有可能的影响。

近十年的地球工程研究虽然获得一些进展，但地球工程的研究还是比较脆弱，还并未获得地球系统多模式子集的检验，且实行效果具备高度不确定性，有可能带给高风险。这一系列的问题还没统一科学的答案，因此，目前的了解还无法反对未来能否实行地球工程的决策。

如果全球气候气候变化无法获得有效地掌控，一旦气候变化多达4摄氏度，气候系统将不会迫近气候气候变化不可逆的“临界点”，在这种情况下，太阳辐射管理地球工程将不会沦为短时间、低成本和应急的地球有效地降温的“最后一剂猛药”。5.我国也在积极开展“地球工程”研究项目2015年，我国启动了关于“地球工程”的第一个为期五年的国家根本性科学研究计划“地球工程的综合影响评价和国际管理研究”。该项目的成立将有助提高我国在“地球工程”研究领域的理论水平和科学认识。

中国气象局发展研究中心孔锋等在《灾害学》杂志上公开发表的近期研究成果，系统分析了“地球工程”对中国极端降雨强度的影响，结果表明地球工程不会使得中国整体性的极端降雨渐趋激增，且极端降雨的空间异质性强化。根据孔锋等人前期的研究成果，找到在当前“地球工程模式较为计划”的模式原作的地球工程实行当量下，大气物理环境的“自我恢复能力”仍然需要占有主导地位。

地球工程对气候产生的人为扰动随着时间的流逝渐渐被“沾追”，保证地球工程实行完结后原先的气候格局不被根本性转变。这一结论反对了2014年IPCC第五次气候变化评估报告第三工作组关于太阳辐射管理地球工程的评估结论。

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