【科技．未来】极端气候迫在眉睫 以地球工程放手一博？
今年夏天，多国再受热浪侵袭，法国在6月录得摄氏46度，创史上最高温纪录；比利时、德国和荷兰亦录得破纪录高温；日本上月最后一周内更有57人因高温死亡。在减排未有进展下，气候变化影响愈见明显而凌厉，近年愈来愈多科学家投身研究一种风险极大的应对方法——地球工程（geoengineering），希望以人为干预气候应对气温上升。当我们有能力操控气候时，还有必要谈减排和转型再生能源吗？
本月初，欧盟旗下的哥白尼气候变化服务项目（C3S）公布数据，上月打破纪录成为史上最热的月份。C3S负责人泰波（Jean-Noel Thepaut）在声明中预期：“随着温室气体持续排放并影响全球气温，纪录将在未来继续被打破。”
与此同时，大气中的二氧化碳浓度自1994年以来上升了15%；排放量在去年更创史上新高。联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）指出，若要阻止全球温度比工业革命前水平上升不多于摄氏1.5度，温室气体年排放量必须于2030年前减至2010年水平的一半。联合国又在去年11月的《排放差距报告》中呼吁，“需要所有国家史无前例地紧急行动”。另有多个研究指出，冰川消失之快，或已无法单靠减排来阻止，光是南极洲思韦茨冰川（Thwaites）溶化就足以令全球水位上升50厘米。
模仿火山爆发降温
英国政府前首席科学顾问及地球工程支持者David King在去年一个会议上说：“时间已经不再站在我们一方。我们未来十年所做的，将会决定人类未来一万年。”
虽然King有份协助通过《巴黎气候协定》，但他已不再相信单靠减排就足以逆转气候变化。他现时正在剑桥大学筹组气候修复中心，将研究使用一系列技术控制太阳照射，例如在平流层喷洒硫化物的气悬胶体，以及派船到两极从海中抽取盐分，再泵到上空云层使其变得更亮更反光。这些方法都是所谓的“太阳地球工程”（solar geoengineering），又名太阳辐射管理（SRM），基本概念是主张可以用飞机、气球或极长喉管，在大气中散播粒子，反射阳光到地球外，从而为地球降温。
类似概念早于上世纪六十年代已有人提出。1965年，美国总统詹森（Lyndon Johnson）的科学顾问委员会就警告，或需要增加地球反光度，以抵销温室气体排放上升，并建议在海洋中洒下反光粒子。在往后数十年，这概念和论文曾在一些科技会议上出现，但都未获重视，直到2006年诺贝尔化学奖得主Paul Crutzen公开支持反射阳光的研究，才扭转此一情形。Crutzen以研究臭氧层破洞而获颁诺贝尔奖，深知二氧化硫对臭氧的祸害。换言之，他认为气候变化危机已经大到值得探索一种可能会造成其他严重祸害的方法。
科学家希望这些空中粒子气团能够发挥如火山爆发尘埃般的作用，阻碍阳光照射，从而控制气候变化。1991年菲律宾皮纳土波火山爆发，全球气温在随后两年间下降了摄氏0.6度。
目前所知，只有两个太阳地球工程实验曾实地测试。美国哈佛大学的SCoPEx计划很想成为下一个走出实验室的团队，他们希望本年内在美国新墨西哥州发射一个装有推进器和感应器的气球到20公里上空，然后在约1公里长的路线上释放出100克至2公斤碳酸钙（calcium carbonate）粒子。气球接着会在这烟团中飞行，用感应器量度这些粒子如何扩散、与其他物质如何互动、反射阳光程度等。这项预计历时十五年的计划，或可降温摄氏0.3度。
逆转暖化各施各法
当减排进度堪虞，沉寂一时的地球工程似乎是终极后备方案。不少国家和学者开展了地球工程研究，进路各有不同。美国的水上云层增亮计划（MCBP）想在低大气层喷盐水，令海洋上空云层更反光；澳大利亚团队研究以类似方法帮大堡礁珊瑚“遮荫”，防止它白化（bleaching）。
反射阳光是地球工程传统上两大方向之一，另一个方向是“碳捕集与封存”（carbon capture and storage）—从大气中直接吸收二氧化碳并封存。科学家以大型风扇、向海洋施铁肥、生物碳等不同方式，抽取和捕集空气及发电厂产生的二氧化碳，封存于地底或海底，以收减排之效。
也有科学家从两极着手。去年3月，《自然》（Nature）期刊一篇评论便提到有科学家计划在格陵兰海床建墙，阻挡冰川在海底接触暖流而溶化，预计可延长冰川寿命四百至五百年。评论还建议钻挖至冰川底部泵入冰水，防止其底部溶化流入大海，并抽走水分或以盐水循环冷却，减慢冰川滑走；或兴建人工岛加固南极洲冰川，减少溶化倒塌。上月中，《科学进展》（Science Advances）刊登的一项研究更声称，可抽海水制成7.4兆吨雪，喷洒到南极洲的冰川加固。
在国家层面，中国科技部在2015年开展了太阳地球工程研究，该研究项目为期五年，计划斥资逾1,400万元人民币，主要研究相关科技的后果、政策和监管，不包括技术开发和户外实验。欧盟也支持了太阳辐射工程限制气候转化的影响与风险（IMPLICC）计划。
伴随庞大环境风险
地球工程研究至今几乎都只限于使用电脑软件模拟成效或在实验室内有限测试。SCoPEx首席研究员Frank Keutsch坦言：“太阳地球工程可能看起来很吸引，但也有不少风险和不确定之处。我们需要测试那些假设，例如使用什么粒子会令太阳地球工程损害臭氧层，或对平流层的动态有负面影响。”
更严重的是，虽然一些模拟研究显示太阳地球工程的确可降低地球温度，但可能带来庞大的环境风险。抑制太阳照射或会令天气出现巨大变化和改变降雨规律，现时20亿人口赖以生产作物的亚洲季候风或许会因而消失。
美国加州大学柏克莱分校农业经济学家Jonathan Proctor去年在《自然》发表了首个就地球工程对农作物影响的研究，发现皮纳土波火山和1982年墨西哥艾齐琼火山爆发后，农作物的产量均有下跌。此外，工程一旦开始就不能随意终结，否则生态系统会无法适应突如期来的转变而陷入混乱。
这些潜在风险或许跟气候变迁同样严重，因此地球工程计划不时遭到抨击，也解释了实地测试为什么少之又少。英国的SPICE太阳地球工程计划在2012年临门一脚取消，原因之一正是公众反对；去年10月，过百个公民组织及原住民组织发表《反对地球工程宣言》，以“地球工程对生物多样性、环境和生活构成风险”为由，要求禁止地球工程实验。
有科学家尝试反驳对地球工程的质疑。《自然气候变化》（Nature Climate Change）3月中刊登的一项研究声称，只要控制得宜，太阳地球工程未必会造成广泛负面效果。研究团队透过电脑模型模拟使用地球工程把全球暖化程度减半会有什么后果，他们把二氧化碳水平设为前工业时期两倍（现时为1.4倍），结果发现地球工程可为地球降温，并减少极端气候事件如台风的强度，且全球不同地区都会受益，即没有特定地区是赢家，而另一个是输家。论文第一作者Peter Irvine形容：“这类比或许不完美，但太阳地球工程有点像高血压药，过量会有害，但小心选择剂量可降低病发风险。”
不过，这项研究仍有很大限制—基于太理想化的假设。他们设定二氧化碳水平为前工业时期两倍，听起来很高，但一些气候学家预计本世纪中就会超越这水平，而我们仍未准备好任何大型地球工程可供应用，研究团队得出的乐观结果，似乎是建立于不现实的设定。更何况，模型模拟的只是太阳光线调暗后的后果，而非喷洒气悬胶体反射阳光的效果。罗格斯大学（Rutgers University）环境科学教授Alan Robock批评：“根本没有办法做到他们所模拟的，我们不可以校暗太阳。”他提醒，喷洒气悬胶体可能有不良影响，例如扰乱大气循环。
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上文节录自第177期《香港01》周报（2019年8月26日）《应对暖化的双面刃 地球工程是完美逃避借口？》。
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