時至今日，全球變暖已成為不爭的事實。今年3月，聯(lián)合國發(fā)布的《2018年全球氣候狀況聲明》更是將全球氣候形勢的嚴峻性與緊迫性展露無疑。
在聲明中，有“驚人的證據(jù)”顯示，2015~2018年間，全球創(chuàng)紀錄地變暖，導致海平面上升，南北兩極冰面消融，而這一趨勢在2019年仍將持續(xù)。
“應對全球變暖的努力趕不上氣候變化發(fā)展的速度”，這一現(xiàn)狀著實令人擔憂。為此，作為應對全球變暖的一種最直接的人為治理氣候的手段——地球工程再度回歸人們的視野。
實際上，“地球工程”這一概念是2009年由英國皇家學會首先提出的。它是指人類對地球氣候系統(tǒng)進行大規(guī)模人為干涉，以應對全球變暖或部分抵消全球變暖的影響。
近年來，各國科學家都在對地球工程進行相關研究，也提出了一些緩解溫室效應的方案（如平流層氣溶膠改性法），不過很多科學家認為雖然地球工程可以抵抗氣溫升高，但其存在的負面影響不可小覷。比方說，可能干擾降水模式，致使干旱席卷全球或者破壞臭氧層使之無法修復，會造成無法挽回的后果。
鑒于可能產(chǎn)生的負面影響以及氣候變化帶來的威脅，越來越多的科學家認為應該對地球工程進行更多的實驗。
可復制模式
多年來，哈佛大學的幾位氣候科學家一直在為小型的大氣實驗做準備，希望能更多地了解人類應對全球變暖的能力。然而批評人士擔心，這將為“我們可以改變地球氣候”這類觀點提供科學依據(jù)。
盡管質疑聲不斷，但哈佛大學在7月底仍邁出了重要一步——宣布成立一個委員會，以確保研究人員采取適當措施來限制健康和環(huán)境風險，同時尋求與吸收外部投入，并以透明的方式開展工作。該舉措或許為未來的地球工程研究創(chuàng)造一個模板，并可能為后續(xù)的更多實驗鋪平道路。
哈佛大學之所以不得不采取這一不同尋常的舉措，至少有一個原因，那就是在該領域沒有一個由美國政府資助的研究項目，也沒有任何公共監(jiān)督機構對圍繞這一主題的特別復雜的問題進行權衡。
曾擔任前加州州長Jerry Brown的氣候顧問、加州戰(zhàn)略發(fā)展委員會執(zhí)行董事Louise Bedsworth將擔任該委員會主席。“咨詢委員會將制定并實施一個框架，以確保平流層控制擾動實驗（SCoPEx）項目以透明、可信和合法的方式進行，”她在一份聲明中表示。“這將包括建立期望和手段，以聽取不同觀點、不同聲音以及利益相關者的意見。”
該委員會成員、斯坦福大學環(huán)境評估機構主任Katharine Mach曾指出，委員會希望建立一種可復制的模式，其他機構或國家可以利用這種模式來審查該領域的其他研究。她強調道，目前還處于早期階段，但他們打算超越對環(huán)境和安全風險的科學評估，探索更廣泛的問題，比如對某種技術進行研究是否能緩解削減氣候排放的壓力。
不過，在一些人看來，通過創(chuàng)建委員會，大學正在爭先恐后地就此問題進行公眾和政治辯論。“這是一個非常引入注目的機構，它決定不等待監(jiān)管制度為其開綠燈，”美利堅大學碳排放法律與政策研究所聯(lián)席主任Wil Burns表示。
從工程學角度來看，哈佛大學科研團隊可以在大約半年內為首次試飛做好準備。目前的計劃是從新墨西哥州的某個地方發(fā)射。不過，科學家們表示，在委員會完成審查之前，他們不會繼續(xù)進行這項實驗，并會留意“他們應該停止這項實驗”等決定。
實際觀測的需要
此次，哈佛大學科學家們正在推進的這項實驗采用的是被稱為“太陽能地球工程”的方法來人為地為地球降溫。“太陽能地球工程”的基本理念是，人們可以用飛機、氣球，甚至很長的軟管將某些顆粒分散到大氣中，在那里它們可以將足夠的陽光反射回太空，使地球適度降溫。
迄今為止，大多數(shù)研究都是在實驗室中使用軟件氣候模擬或實驗設計的。雖然模型顯示該技術會降低氣溫，但有些人發(fā)現(xiàn)它可能會帶來意想不到的環(huán)境影響，比如改變季風模式。
到目前為止，只有兩個已知、可被視為與太陽能地球工程相關的實驗在戶外進行。它們分別是：2009年，俄羅斯科學家在直升機和汽車上噴灑了氣溶膠顆粒，試圖分析該顆粒如何對反射陽光產(chǎn)生影響；2011年，加州大學圣地亞哥分校的研究人員在加州海岸噴灑了煙霧和鹽粒。
哈佛大學的這項實驗首次提出是在2014年的一篇論文中。在該論文中，研究人員設計將在距離地球上空約20公里處發(fā)射一個裝有螺旋槳和傳感器的科學氣球。該裝置將釋放100克至2公斤亞微米大小的碳酸鈣顆粒，形成大約一公里長的羽流。然后，氣球將穿過羽流，使傳感器能夠測量顆粒分散的范圍、它們與大氣中其他化合物的相互作用以及它們的反射能力等因素。
研究人員希望這些觀測結果能有助于評估和完善氣候模擬，并為正在進行的有關地球工程各種方法的可行性和風險的辯論提供信息。
“如果想要預測大規(guī)模的地球工程將如何破壞臭氧層，或者對流層和平流層之間的空氣交換，我們需要更多的實際觀測，”該項目首席研究員、化學教授Frank Keutsch在一份聲明中如是說。
研究人員強調，該實驗不會對健康或環(huán)境造成任何重大危害，因為所涉及的材料數(shù)量不會接近可測定地改變溫度所需的水平�？茖W家們認為，事實上，這只代表了標準商業(yè)飛行中釋放的顆粒的一小部分，一旦這些物質到達表面，就會稀釋到無法檢測到的程度。
種種擔憂
但有人對哈佛大學科研團隊的前進方式感到擔憂。
“它不會帶來有形的風險，但作為開發(fā)實際部署技術的第一步，它確實會帶來相當大的社會和政治風險，”牛津大學物理學教授Raymond Pierrehumbert在談到這項實驗時不無擔憂地說。“從如此小規(guī)模的實驗中可能會得到有限的科學回報，但它主要是一種噱頭，目的是為了打破僵局，讓人們習慣實地試驗的想法。”
另外，哈佛大學參與了委員會遴選的第一步：先由該校工程系主任和研究副教務長創(chuàng)建了一個外部遴選委員會（由來自校外的三個人組成），旨在選擇委員會主席。隨后，Bedsworth再選擇委員會其他成員。因此，新委員會是否足夠獨立令人擔心。
此前，一些研究論文曾主張設立以政府為基礎的咨詢委員會來監(jiān)督地球工程研究。政府設立的委員會有助于解決自我選擇的問題，并確保該機構至少對公眾負有間接責任。
實際上，政府機構還沒有成立這樣一個組織，也沒有為地球工程提供研究資金，這可能意味著公眾或政界對推進實驗并沒有達成足夠的共識。
“從政治的角度來看，這太不正常了，”曾擔任勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室副主任、現(xiàn)為遴選委員會成員的Jane Long表示，他很早就致力于推動研究人員創(chuàng)建一個治理委員會。
目前，新委員會由社會科學家、法律和技術專家組成，其中包括哥倫比亞大學法學教授Michael Gerrard、憂思科學家聯(lián)盟的研究員Shuchi Talati、蘭德公司的首席研究員Robert Lempert等。
但是它不包括任何公眾代表——比如來自可能進行實驗的新墨西哥州，或者如Burns指出的，任何直言不諱的地球工程批評者。
同樣值得注意的是，該委員會的每個成員都來自美國。亞利桑那州立大學社會創(chuàng)新未來學院兼職教員Jane Flegal此前就曾批評地球工程研究的支持者中來自發(fā)展中國家的聲音極其微弱。
作為這項實驗的主要負責人之一，哈佛大學教授David Keith承認人們對委員會的獨立性存在合理的擔憂。但他表示，哈佛大學做出了真誠的努力，創(chuàng)建了一個與研究人員無關的不同層次的委員會。他補充說，這并不是唯一的監(jiān)督形式，該研究項目還必須通過哈佛大學安全委員會、聯(lián)邦航空管理局法規(guī)和《國家環(huán)境政策法案》的規(guī)定。
反對的風險
在專注于地球工程的康奈爾大學機械和航空航天工程高級助理研究員Douglas MacMartin看來，這個實驗可以提供一些關于平流層碳酸鈣行為和化學性質的重要科學信息。它也將有助于回答一些基本問題，即驅散一團粒子并監(jiān)測其行為的難易程度。
但他也指出，對于資金有限的領域來說，像這樣的項目是否會得到最優(yōu)先考慮還不清楚。
在今年早些時候發(fā)表在《美國國家科學院院刊》上的一篇論文中，MacMartin及其同事指出，科學家們能從計算機模擬中學到的東西只是皮毛。他說，為了更好地理解地球工程，應該首先關注現(xiàn)有模型中哪些不確定性是我們最需要解決的，然后利用這些問題來確定最重要和可實現(xiàn)的小規(guī)模戶外實驗。
不過，過快地進入實際觀測可能會造成公眾強烈反對的風險。MacMartin表示，哈佛大學認真對待管理問題是很重要的，但是等待一個更廣泛的聯(lián)邦研究項目也可以緩解一些擔憂。
顯然，地球領域仍需要做更多的建模工作。但Keith認為用直接觀測來測試模擬是至關重要的，否則可能會犯錯誤，并以此錯誤為基礎，最終結果將會與現(xiàn)實相去甚遠。
在Keith看來，一項實驗可能會引起反對，但也有可能鼓勵人們更認真地對待全球變暖。畢竟，推動科學向前發(fā)展才是最重要的。因為在未來幾十年里，地球工程確實有可能大幅降低氣候風險。所以我們要盡可能清楚地了解它們能做什么，它們的極限是什么，以及它們可能帶來的風險。■