時(shí)至今日，全球變暖已成為不爭的事實(shí)。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(yán)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(jì)錄地變暖，導(dǎo)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(yīng)對(duì)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(shí)令人擔(dān)憂。為此，作為應(yīng)對(duì)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(shí)際上，“地球工程”這一概念是2009年由英國皇家學(xué)會(huì)首先提出的。它是指人類對(duì)地球氣候系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模人為干涉，以應(yīng)對(duì)全球變暖或部分抵消全球變暖的影響。
近年來，各國科學(xué)家都在對(duì)地球工程進(jìn)行相關(guān)研究，也提出了一些緩解溫室效應(yīng)的方案（如平流層氣溶膠改性法），不過很多科學(xué)家認(rèn)為雖然地球工程可以抵抗氣溫升高，但其存在的負(fù)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(fù)，會(huì)造成無法挽回的后果。
鑒于可能產(chǎn)生的負(fù)面影響以及氣候變化帶來的威脅，越來越多的科學(xué)家認(rèn)為應(yīng)該對(duì)地球工程進(jìn)行更多的實(shí)驗(yàn)。
可復(fù)制模式
多年來，哈佛大學(xué)的幾位氣候科學(xué)家一直在為小型的大氣實(shí)驗(yàn)做準(zhǔn)備，希望能更多地了解人類應(yīng)對(duì)全球變暖的能力。然而批評(píng)人士擔(dān)心，這將為“我們可以改變地球氣候”這類觀點(diǎn)提供科學(xué)依據(jù)。
盡管質(zhì)疑聲不斷，但哈佛大學(xué)在7月底仍邁出了重要一步——宣布成立一個(gè)委員會(huì)，以確保研究人員采取適當(dāng)措施來限制健康和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)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(gè)模板，并可能為后續(xù)的更多實(shí)驗(yàn)鋪平道路。
哈佛大學(xué)之所以不得不采取這一不同尋常的舉措，至少有一個(gè)原因，那就是在該領(lǐng)域沒有一個(gè)由美國政府資助的研究項(xiàng)目，也沒有任何公共監(jiān)督機(jī)構(gòu)對(duì)圍繞這一主題的特別復(fù)雜的問題進(jìn)行權(quán)衡。
曾擔(dān)任前加州州長Jerry Brown的氣候顧問、加州戰(zhàn)略發(fā)展委員會(huì)執(zhí)行董事Louise Bedsworth將擔(dān)任該委員會(huì)主席。“咨詢委員會(huì)將制定并實(shí)施一個(gè)框架，以確保平流層控制擾動(dòng)實(shí)驗(yàn)（SCoPEx）項(xiàng)目以透明、可信和合法的方式進(jìn)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(diǎn)、不同聲音以及利益相關(guān)者的意見。”
該委員會(huì)成員、斯坦福大學(xué)環(huán)境評(píng)估機(jī)構(gòu)主任Katharine Mach曾指出，委員會(huì)希望建立一種可復(fù)制的模式，其他機(jī)構(gòu)或國家可以利用這種模式來審查該領(lǐng)域的其他研究。她強(qiáng)調(diào)道，目前還處于早期階段，但他們打算超越對(duì)環(huán)境和安全風(fēng)險(xiǎn)的科學(xué)評(píng)估，探索更廣泛的問題，比如對(duì)某種技術(shù)進(jìn)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(huì)，大學(xué)正在爭先恐后地就此問題進(jìn)行公眾和政治辯論。“這是一個(gè)非常引入注目的機(jī)構(gòu)，它決定不等待監(jiān)管制度為其開綠燈，”美利堅(jiān)大學(xué)碳排放法律與政策研究所聯(lián)席主任Wil Burns表示。
從工程學(xué)角度來看，哈佛大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)可以在大約半年內(nèi)為首次試飛做好準(zhǔn)備。目前的計(jì)劃是從新墨西哥州的某個(gè)地方發(fā)射。不過，科學(xué)家們表示，在委員會(huì)完成審查之前，他們不會(huì)繼續(xù)進(jìn)行這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，并會(huì)留意“他們應(yīng)該停止這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)”等決定。
實(shí)際觀測的需要
此次，哈佛大學(xué)科學(xué)家們正在推進(jìn)的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)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(jī)、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(shí)驗(yàn)室中使用軟件氣候模擬或?qū)嶒?yàn)設(shè)計(jì)的。雖然模型顯示該技術(shù)會(huì)降低氣溫，但有些人發(fā)現(xiàn)它可能會(huì)帶來意想不到的環(huán)境影響，比如改變季風(fēng)模式。
到目前為止，只有兩個(gè)已知、可被視為與太陽能地球工程相關(guān)的實(shí)驗(yàn)在戶外進(jìn)行。它們分別是：2009年，俄羅斯科學(xué)家在直升機(jī)和汽車上噴灑了氣溶膠顆粒，試圖分析該顆粒如何對(duì)反射陽光產(chǎn)生影響；2011年，加州大學(xué)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(xué)的這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)首次提出是在2014年的一篇論文中。在該論文中，研究人員設(shè)計(jì)將在距離地球上空約20公里處發(fā)射一個(gè)裝有螺旋槳和傳感器的科學(xué)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?qū)⒋┻^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(jié)果能有助于評(píng)估和完善氣候模擬，并為正在進(jìn)行的有關(guān)地球工程各種方法的可行性和風(fēng)險(xiǎn)的辯論提供信息。
“如果想要預(yù)測大規(guī)模的地球工程將如何破壞臭氧層，或者對(duì)流層和平流層之間的空氣交換，我們需要更多的實(shí)際觀測，”該項(xiàng)目首席研究員、化學(xué)教授Frank Keutsch在一份聲明中如是說。
研究人員強(qiáng)調(diào)，該實(shí)驗(yàn)不會(huì)對(duì)健康或環(huán)境造成任何重大危害，因?yàn)樗婕暗牟牧蠑?shù)量不會(huì)接近可測定地改變溫度所需的水平�？茖W(xué)家們認(rèn)為，事實(shí)上，這只代表了標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)飛行中釋放的顆粒的一小部分，一旦這些物質(zhì)到達(dá)表面，就會(huì)稀釋到無法檢測到的程度。
種種擔(dān)憂
但有人對(duì)哈佛大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)的前進(jìn)方式感到擔(dān)憂。
“它不會(huì)帶來有形的風(fēng)險(xiǎn)，但作為開發(fā)實(shí)際部署技術(shù)的第一步，它確實(shí)會(huì)帶來相當(dāng)大的社會(huì)和政治風(fēng)險(xiǎn)，”牛津大學(xué)物理學(xué)教授Raymond Pierrehumbert在談到這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)時(shí)不無擔(dān)憂地說。“從如此小規(guī)模的實(shí)驗(yàn)中可能會(huì)得到有限的科學(xué)回報(bào)，但它主要是一種噱頭，目的是為了打破僵局，讓人們習(xí)慣實(shí)地試驗(yàn)的想法。”
另外，哈佛大學(xué)參與了委員會(huì)遴選的第一步：先由該校工程系主任和研究副教務(wù)長創(chuàng)建了一個(gè)外部遴選委員會(huì)（由來自校外的三個(gè)人組成），旨在選擇委員會(huì)主席。隨后，Bedsworth再選擇委員會(huì)其他成員。因此，新委員會(huì)是否足夠獨(dú)立令人擔(dān)心。
此前，一些研究論文曾主張?jiān)O(shè)立以政府為基礎(chǔ)的咨詢委員會(huì)來監(jiān)督地球工程研究。政府設(shè)立的委員會(huì)有助于解決自我選擇的問題，并確保該機(jī)構(gòu)至少對(duì)公眾負(fù)有間接責(zé)任。
實(shí)際上，政府機(jī)構(gòu)還沒有成立這樣一個(gè)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(duì)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)并沒有達(dá)成足夠的共識(shí)。
“從政治的角度來看，這太不正常了，”曾擔(dān)任勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室副主任、現(xiàn)為遴選委員會(huì)成員的Jane Long表示，他很早就致力于推動(dòng)研究人員創(chuàng)建一個(gè)治理委員會(huì)。
目前，新委員會(huì)由社會(huì)科學(xué)家、法律和技術(shù)專家組成，其中包括哥倫比亞大學(xué)法學(xué)教授Michael Gerrard、憂思科學(xué)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(píng)者。
同樣值得注意的是，該委員會(huì)的每個(gè)成員都來自美國。亞利桑那州立大學(xué)社會(huì)創(chuàng)新未來學(xué)院兼職教員Jane Flegal此前就曾批評(píng)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(xiàng)實(shí)驗(yàn)的主要負(fù)責(zé)人之一，哈佛大學(xué)教授David Keith承認(rèn)人們對(duì)委員會(huì)的獨(dú)立性存在合理的擔(dān)憂。但他表示，哈佛大學(xué)做出了真誠的努力，創(chuàng)建了一個(gè)與研究人員無關(guān)的不同層次的委員會(huì)。他補(bǔ)充說，這并不是唯一的監(jiān)督形式，該研究項(xiàng)目還必須通過哈佛大學(xué)安全委員會(huì)、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(duì)的風(fēng)險(xiǎn)
在專注于地球工程的康奈爾大學(xué)機(jī)械和航空航天工程高級(jí)助理研究員Douglas MacMartin看來，這個(gè)實(shí)驗(yàn)可以提供一些關(guān)于平流層碳酸鈣行為和化學(xué)性質(zhì)的重要科學(xué)信息。它也將有助于回答一些基本問題，即驅(qū)散一團(tuán)粒子并監(jiān)測其行為的難易程度。
但他也指出，對(duì)于資金有限的領(lǐng)域來說，像這樣的項(xiàng)目是否會(huì)得到最優(yōu)先考慮還不清楚。
在今年早些時(shí)候發(fā)表在《美國國家科學(xué)院院刊》上的一篇論文中，MacMartin及其同事指出，科學(xué)家們能從計(jì)算機(jī)模擬中學(xué)到的東西只是皮毛。他說，為了更好地理解地球工程，應(yīng)該首先關(guān)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(shí)現(xiàn)的小規(guī)模戶外實(shí)驗(yàn)。
不過，過快地進(jìn)入實(shí)際觀測可能會(huì)造成公眾強(qiáng)烈反對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)。MacMartin表示，哈佛大學(xué)認(rèn)真對(duì)待管理問題是很重要的，但是等待一個(gè)更廣泛的聯(lián)邦研究項(xiàng)目也可以緩解一些擔(dān)憂。
顯然，地球領(lǐng)域仍需要做更多的建模工作。但Keith認(rèn)為用直接觀測來測試模擬是至關(guān)重要的，否則可能會(huì)犯錯(cuò)誤，并以此錯(cuò)誤為基礎(chǔ)，最終結(jié)果將會(huì)與現(xiàn)實(shí)相去甚遠(yuǎn)。
在Keith看來，一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)可能會(huì)引起反對(duì)，但也有可能鼓勵(lì)人們更認(rèn)真地對(duì)待全球變暖。畢竟，推動(dòng)科學(xué)向前發(fā)展才是最重要的。因?yàn)樵谖磥韼资昀�，地球工程確實(shí)有可能大幅降低氣候風(fēng)險(xiǎn)。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(fēng)險(xiǎn)�！�