地球工程学

气候工程学

地球工程学(geoengineering)，也称为气候工程学、气候调整或者气候干预，主要指主动的大规模的改造或操纵行星环境，以应对或者抵消大气化学成分变化带来的影响。

简介

地球工程学(geoengineering)，也称为气候工程学、气候调整或者气候干预，主要指主动的大规模的改造或操纵行星环境，以应对或者抵消大气化学成分变化带来的影响。在2007年的国际间气候变化会议的结论中，提到地球工程学的方法，就是利用海洋肥沃化以去除大气中的CO2，但这种方法的大规模实现可行性仍未被证明，地球工程学的成本估算也没有正式发布。

几种方法

奥巴马的首席科学顾问约翰·霍尔顿也认为，在考虑气候变化应对方法时，不应该把地球工程排除在外。他在接受美联社采访时表示，气候变化的形势紧急，我们已经没有时间来挑剔应对方法了。

研究表明，只要将太阳光遮挡掉1.8%，就能抵消大气层中双倍的温室气体所产生的变暖效应。2008年11月，来自美国各地的一批研究人员聚集在斯坦福大学，参加了一个探究如何减少太阳能量输入大气层的研讨会。建议中最简单的方法，就是模拟火山的冷却效应，对高层大气注射二氧化硫。硫磺价格低廉，释放的手段也很简便，可以通过气球释放或经过垂直的管道抽运而达到同温层。二氧化硫会形成硫酸盐颗粒，直径约为0.1微米，大得足以阻止入射的阳光，但又小得足以让红外线波长，即来自地球的热辐射重新散逸到太空中去。当然，这种喷射方法也不是毫无风险的，我们在地球大气层内所作的任何干预，都可能带来无法预测的副作用。

第二种建议是在太空布置一面反射镜，把部分太阳光集中反射到某个局部区域，就能改变局部区域的气候状况。事实上，1993年2月4日，俄罗斯科学家在“进步”号宇宙飞船上，曾成功地进行了代号为“旗帜”的人造月亮试验，首次将太阳光反射到地球背阳的一面，为研制太空反射镜提供了技术基础。

美国加利福尼亚州斯坦福大学的研究人员，提出了第三种设想，即为整个地球建筑一个“太空遮阳伞（Space Based Sunshade）”。这一设想目前仍存在许多争议，但近来的研究表明：通过使抵达地球表面的阳光发生折射，来中和温室效应所产生的热量，还是很有希望实现的。

风险

反对采用地球工程方案来应对全球变变暖的人认为，采用地球工程的方法，丝毫无助于减少大气层中的二氧化碳，仍会产生海洋酸化之类的后续效应。另外，问题的关键还在于地球工程方案的成本和可行性。

如果我们突然面临着一场气候灾难，那么，二氧化硫的颗粒法是廉价的，其工程原理也十分简单，几年内就可以付诸实施，部署起来也很省力。

“太空遮阳伞”虽然很清洁、便于控制、可望将副作用降低到最低限度，是一个很有吸引力的方案，但其成本太高，不大可能在近期付诸实施。

采用地球工程方案还有一种风险，那就是全球气候可能会被地球工程学所左右。最近，美国卡内基研究所的一份研究报告指出：如果地球生物圈适应了阳光稀少的环境和当前的二氧化碳排放量，那么，“太空遮阳伞”一旦失灵，就可能带来迅速而严重的后果，包括全球变暖的速度会比当前加快20倍。

机遇和调整

我国幅员辽阔，地形多样，并且人口众多，既有1.3亿人口生活在沿海，又有7.5亿人口生活在农村，因此我国既是全球变暖特征最显著，又是受全球变暖影响最大的国家之一。

我国科学家预计，未来20年～100年，我国气温还将继续升高，预计到2020年，我国年平均气温将可能变暖0.5摄氏度～0.7摄氏度。近50年来，我国沿海的海平面也不断上升，年均上升2.5毫米，略高于全球平均水平。发生极端天气气候事件的频率和强度也明显增高。

随着我国航天技术的发展，航天技术在应对全球变暖的行动中，已经发挥了重要的作用。目前中国有5颗在轨运行的气象卫星，中国已成为全球对地观测系统的重要成员，其气象卫星数据和产品已实现全球共享。中国正在研发观测温室气体和主要化学反应气体的卫星有效载荷，即将形成全球性、长期、定量和三维综合立体观测能力。

我国航天事业的发展，取决于需求牵引和技术推动，当然也要受到经费的制约。应对全球变暖对航天的发展提出了新的需求，不仅要求进一步研究全球变暖的原因，监测温室气体的排放量和分布，也提出了研究“太空遮阳伞”等地球工程的要求。由于在太空接收太阳能的能量要明显大于地面，太空太阳能电站的建设也必将提上日程。装配和维修这些天基设施，载人航天也大有用武之地。为此，我们有必要对此开展概念研究工作。所有这一切，都要求我国的航天技术必须进行自主创新。由此可见，全球变暖不仅给我国航天技术的发展，提出了挑战，也提供了新的机遇。

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