咱们总在讲气候改动
面临不断“发热”的地球
科学家有过什么“退烧”方法吗?
今日来聊下这个
自19世纪中叶
全球开端进入大规划工业化年代以来
人类的活动对全球气候形成了显着影响
全球年平均气温有着显着的上升趋势
面临严峻的气候局势,该咋办呢?
科学家们纷繁大开脑洞
提出了一些看起来天马行空的幻想
幻想经过人为的工程,给地球“退烧”
他们把这个举动命名为“气候工程”
(也被称作“地球工程”)
这些幻想力丰厚的“降温计划”都有依据
感觉每一个都能够写进科幻小说里
入门常识
首要,咱们要搞理解一件事
地球外表圈层的能量平衡
◎ 地球外表圈层能量平衡图解(以太阳入射辐射相对数为100核算)看不懂图不要紧,往下看
在地球外表圈层
包含大气圈、水圈、生物圈和岩石圈表层
太阳是最重要、也是绝大部分的能量来历
当太阳辐射穿过大气层时
只要一小部分
被大气层内的云、气溶胶、臭氧等
反射或吸收
大部分能抵达并加热地球外表
成为了地球外表肯定重要的动力
一起,地球会向外辐射
(主要是红外辐射)
这样一来
地球取得的能量与失掉的能量整体适当
所以地球外表能量平衡与温度抵达相对安稳
对地球气候的构成起到了决定性作用
所以,想给地球“降温”?
气候工程学家有两套思路:
第一种,从进来的太阳辐射下手
削减能抵达地球外表的太阳辐射量
第二种,从辐射出去的长波辐射下手
尽或许多地将能量辐射出去
思路一:削减能抵达地球外表的太阳辐射量
第一招:给地球装上“反光镜”
◎ 太阳“反光镜”模型示意图
简介:在大气层外的地球轨道上,装置一面或点阵型的“大镜子”,反射掉一部分入射向地球的阳光,削减抵达地上的太阳辐射。
难度指数:★★★★★
真的是分外的简略粗犷。。。
这个计划的最大问题在于
地球外表积是相!当!巨!大!啊!
假如想反射掉入射向地球的太阳辐射能的1%
需求在地日间拉格朗日L1点
在L1点,物体的轨道周期刚好等于地球的轨道周期
装上总面积达160万平方千米的镜子
这个镜子得多大?
适当于六分之一个我国陆地上积巨细
第二招:在平流层制作“烟幕伞”
◎ 阳伞效应示意图
简介:假如在平流层播撒一些细颗粒组成的“烟幕”,能将进入大气层的太阳辐射反射、散射掉一部分,这样抵达地上的太阳辐射就显着削减了。这种降温作用像给地球撑了一把阳伞,因而得名"阳伞效应"(有些材料称为尘幕效应)。
难度指数:★★★★
这招有点像火山迸发的作用
——很多火山灰等气溶胶
顺着极强的上升气流进入平流层
并在平流层内的风作用下逐步分散
假如火山迸发的规划较大
阳伞效应满足显着
会使得全球范围内
地表气温显着下降
最近一次影响比较大的火山迸发
发生在1991年6月,皮纳图博火山
它向平流层中喷射了两千万吨二氧化硫
使得1991年下半年到1993年间
全球平均气温下降了约0.5℃
而更剧烈的火山活动
如1815年的坦博拉火山大迸发
更是引发了1816年北半球大片区域的
“无夏之年”工作
◎ 1991年6月12日,皮纳图博火山正式迸发前3日的现象
这一计划操作起来比较便利
能借用平流层的大气环流
让这些气溶胶细颗粒在全球弥散
当然,这一操作也会形成潜在的副作用
比方会加重对臭氧层的损坏
气溶胶也或许会引起平流层大气环流的改动
或许引发一些气候或气候异常
依据《天然》杂志的音讯
本年或将展开这一工程的先导实验
将少数白垩(细颗粒碳酸钙)颗粒物
喷洒到平流层上,调查其分散和反照状况
不过,这一实验还需等候评定成果
第三招:让海洋之上层云竞起
◎ 美国东海岸近海的云系,从云中还能够看到航线轨道(较亮的云区域)
简介:从离咱们最近的对流层中的云下手,运用云来反射更多的阳光,给地上打个“遮阳伞”。在广袤的远海区域,能运用的凝结核数量很少,云整体的反照率相对较低。假如凭借盐颗粒等作为凝结核,添加当地的云反照率,能有用阻挠较多抵达地表的太阳辐射能。
难度指数:★★★★
比较第二招
这一招对环境的损坏影响较小
但也存在两个潜在的问题:
首要,部分后续研讨指出
云的反照率强度和凝结核密度的联系
并不是简略的正相关
假如凝结核密度增大到某些特定的程度时
或许并没有显着降温作用
其次,这波操作或许打破
海洋深处区域的海洋-大气层间热力平衡
然后导致全球范围内
一些大气环流与气候气候呈现改动
第四招:改动地表
简介:假如在大气层外,大气层里都不阻拦呢?咱们还有地上啊~!有一堆奇思妙想是在陆地外表或许海表搞工作,但真实的成效与可行性还需求证明。
难度指数:★★★
/ 白房子技能 /
2009年
美国劳伦斯伯克利国家实验室的科学家提出
假如把全世界乡镇的房子
或其他人工建筑物的顶部
刷成白色
像圣托里尼岛的这些房子
▼
能够更多地反射太阳光
据预算,大约能抵消
约440-500亿吨二氧化碳形成的温室效应
不过,这个方法……
或许会导致城区呈现更强的反射光
光污染也将更显着
/ 奇特农作物 /
仍是在2009年
英国布里斯托尔大学的教授提出
假如在全世界农田里
都栽培叶片反射率较高的农作物(如高粱)
将使得全球气温有所下降
不过,农田面积有限
并且假如为此操控农作物类型
或许对农业反而是更大的丢失
/ 海洋泡沫机 /
这一幻想有一点点心爱
是在大洋水域里经过船只向海水中鼓气泡
较白的气泡能比海面反射更多的阳光
可是海面之大,船能影响到的海面太小
并且假如这些履行工程的船只
不能运用清洁动力
或许反而因小失大
思路二:添加地球辐射向太空的红外辐射
这一类思路的本质是削弱温室效应,一般是以操控温室气体排放,或削减大气层内温室气体浓度为方针,也被称作“碳移除”工程。除了惯例的节能减排、开发碳排放更少的新动力外,还有一些工程幻想,这中心还包含岩石圈封存碳、运用生物固定碳等。
第一招:海洋铁肥料工程
◎ 显微镜下的藻类
简介:运用藻类等植物对铁的依靠,施加“铁肥料”影响其成长,以吸收更多的二氧化碳。预期最多能抵消其时大气二氧化碳所形成温室效应的1/6。
难度指数:★★★
但!是!
这一计划假如失掉操控
藻类的疯涨很或许会引发相似赤潮的工作
对大洋的生态系统也将是很大的损害
◎ 阿根廷近海邻近的浮游植物迸发,与这一海域铁的输入有关
第二招:二氧化碳的“直接捕获”
简介:运用一些碱性化学物质在大气中很多吸收二氧化碳,然后将吸收到的二氧化碳再会集加压,压入地表以下的深处,此刻周边的硅酸盐岩石会与二氧化碳反响生成碳酸盐与二氧化硅。
难度指数:★★★★
这一计划的缺点在于
二氧化碳是较为均匀、广泛散布在
整个大气层中低层
需求动用较大力气
在大片区域一起捕获吸收
让二氧化碳浓度下降的速率也较慢
且有剖析指出,这一计划的本钱也或许
较…为…昂…贵…
第三招:植树造林
简介:森林的成长进程能吸收、固定很多的二氧化碳,然后减小大气内二氧化碳的浓度和温室效应强度。地质历史时期里,石炭纪中后期的气温骤降,也和其时陆地上森林植被的大面积扩张有着密切联系。
难度指数:★★
这个应该是咱们最了解的计划啦
不过需求指出的是
植树造林对区域的降水量、土壤性质等
都有较高依靠性
假如在本是较干旱的当地造林
除了林木难以存活外
当地地表的反照率或许也会下降
(从较为亮堂稀少的地表变成了林木植被)
这也或许抵消部分二氧化碳吸收的影响
使得整体的降温起伏受限
◎ 2000-2017年亚洲地区植被叶面积改动趋势,可看到我国和印度的添加最为显着
总归
为了应对其时温室气体浓度显着上升
气候工程的议题
也逐步成为了人们重视的焦点
不过,现在其间的绝大多数计划
或是需求进一步理证明明
或是可行性不高
或是收效较低
或是存在较严峻副作用和不知道的其他影响
其时施行这些气候工程建设项目难度很大
未来也相同需求紧密证明和慎重实施
所以
咱们能做到的是从各层面做起
活跃饯别低碳与环保行为
尽或许下降人类活动对气候的影响
重视与关爱咱们的家乡
论题
看完这些科学家的脑洞
你有什么脑洞大开的主意吗
谈论区见
参考材料:
https:///question/60709344/answer/179465686
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维基百科:http://en.wikipedia.org
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审阅:段昊书
文章来历:我国国家地理
微信修改:舒扬
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