将地球工程带到新阶段的科学家

和任何一个该领域研究人员一样,哈佛大学教授大卫·思(David Keith)正在努力将地球工程这一棘手话题推向主流科学。

他是最早认真考虑通过潜在方式改变气候来缓解全球变暖的人之一,并且他已经对“平流层注入”(stratospheric injection)这一有前景的方法开展了详细的研究。关于这个课题,他还写了一本名为“气候工程实例 ”(A Case for Climate Engineering)的书,并且协助管理一个由比尔盖茨支持的能源气候基金,以援助这一领域的研究。今年,基思协助启动了哈佛大学的太阳能地球工程研究项目,并且宣布与一位同事计划开展该领域最初期的户外实验。

平流层注入背后的基本原理就是将细小颗粒撒到地球上方,这些小颗粒将更多的热量反射回太空,以抵消地球升高的温度。这个方法模拟了一种自然现象:在火山爆发将二氧化硫喷射到大气层后,地球的温度会在接下来的几个月略微下降。

在实验方案中,基思和他哈佛大学的同事弗兰克·科伊奇Frank Keutsch)教授计划通过发射高空热气球,将二氧化硫、氧化铝和碳酸钙等少量物质撒入平流层。之后,他们会通过传感器测量颗粒的反射率,散播程度以及它们与其他合成物的反应。首次试飞或在明年就能实现。

今年早些时候,身为哈佛大学应用物理和政策教授的基思就曾与《麻省理工科技评论》谈论了即将要进行的实验和围绕着地球工程更广泛的问题。我们节选了访谈中最精彩的部分,全文如下。

基思还会作为发言人出席了《麻省理工科技评论》举办的EmTech 2017峰会。今年116日至9日,我们会继续在位于马萨诸塞州剑桥的MIT媒体实验室 探讨地球工程以及其他解决日益增长的气候变化风险的方法。

为什么现在是推进地球工程户外实验的时机?

我认为现在是时候用一个广泛的研究项目推进太阳能地球工程了,并且这个项目应该是开放的、国际化的以及透明的。因为这个项目很有可能可以充分降低本世纪的气候风险,尽管我们还不完全确定。但同时,这个项目也对监管提出挑战,而且我们也不了解其中的风险以及这个项目的效果如何。我们需要充分了解这些,才能把这些信息交给下一代,让他们作出明智的决定。而这也是我们需要一个研究项目最根本的原因。

对于为什么要进行户外实验这个问题,我的回答是因为这是研究项目中很正常的一部分。在任何一种环境研究中,你都必须先构造一个周全的理论模型,然后到外面进行仔细控制的实验,以此了解到模型中的错误。最大的问题其实就是要理解我们怎么出错了。想要认识到这点,你就需要设计仔细控制的定量实验,然后通过数据看出预测中的错误。

而且在我看来,把这个看作地球工程的一次尝试是不对的。对我来说,野外试验意味着你已经拥有你想要部署的整套系统,并且你已经开始通过一些试验模式,来检测系统是否工作。但这根本不是我们现在在做的事情。现在去考虑设计一整套系统来部署为时尚早。我也会反对这个想法。我们现在想做的就是利用科学帮助我们理解一些太阳能地球工程的想法如何行的通,这些想法可能失败的方式,以及潜在的风险是什么。

即使是地球工程批评家,或者至少是可信的地球工程评论家,好像都认同这样小规模的试验不会对环境造成巨大影响。但是,仍然存在的主要批评之一,也是你常常听到的,就是“道德风险”,或者你也称它为“风险补偿”。这个最基本的概念就是,大众和决策者看到这些认真、可信的科学家们的研究成果,会说,“噢,他们会解决的。”然后我们就不需要认真对待温室气体减排这种问题了。您对这个观点是怎么看待的呢?

首先,需要强调的一点是,演讲中你可以辩论,但实验中不行。我认为某种程度上来说,如果科研界夸大太阳能地球工程的真实能力,那么确实有实际的风险,这个观点可能会被用在政治上以削弱减排的努力。我认为这是合乎情理的担忧。但是我不认为小型的科学实验和,比如,电影、大型公开演讲或者是前联合国秘书长首席顾问开始重视治理问题这件事之间有明显的界限。所有的这些事情都让这个问题看起来更严重,而且我不认为这些担忧会以某种特殊的方式影响这些实验。这些实验从某种意义上来说,并没有与现有的科学实验有任何差异。

在考虑道德风险这个问题的时候,你必须衡量两件事情。是的,实验确实很有可能会减少人们对于减排的决心,但是实验也有可能可以大大降低本世纪的气候风险。而且最终,我们也不会在这两件事情上做决定。我们只是将更多的信息交给下一代,让他们作出这个重要的决定,而不是我们。

对于这件事情,您在书中提出了一个有趣的观点。您说道德风险这个论点可能是正确的,就像您刚才所说,但是尽管如此我们还是应该继续研究,因为气候变化的风险太高了。而且这些具体的风险,被视为是道德风险讨论中的抽象概念,归根结底会导致贫穷国家大规模的死亡和破坏。您可以解释一下这个观点吗?

当然。我对于发展太阳能地球工程的可能性尤其感兴趣的原因之一是,它给最穷的地方带来的好处是最大的。而这是因为气候影响最大的地区往往是世界上最穷的区域,尤其是酷热和类似热带气旋的极端降水事件带来的影响。而且现在有清楚证据表明太阳能地球工程会对降低这些风险有显著效果,同时,对贫穷地区而言,相对的好处实际上比富裕地区更多一些。对我来说,这是一个根本的道德原因,而我们需要通过研发科技才能达到这个目标。我们需要与发展中国家的人们进行深入的接触,以获得他们对这一进展的看法,并同时扩散这项技术。这项科技可能是在这里研发的,但是它是对公众开放的。而且我不认为美国会成为部署这个系统的国家。反倒是贫穷的国家更有可能。

我最有共鸣的论点并不是针对研究,而是针对最终的部署。由于气候系统庞大、复杂且不规律,而我们也知道我们的气候模型并不完美。所以我们可能相当确定平流层注入会起作用,我们也可能相当肯定负面结果并不会太糟糕或者可以被控制,但是我们不可能完全知道最终的效果会是什么样的。我非常好奇,在您的想象中当您来到部署的阶段,您会犹豫吗?

会的。但是我认为你必须彻底考虑清楚双方的论点。如果你不考虑清楚,那么就会产生所谓的辐射强迫效应,也就是大气中所有的二氧化碳对气候累积产生的影响。

我们对于两边都有不确定性。但问题是:哪边的不确定性更大?平衡证据来看,最明显的科学答案就是不确定性随着总辐射强迫的增加而增加。当你越压迫气候系统,你就越容易得到意料之外的、非线性的可怕后果。因此,是的,我们不能确定太阳能地球工程的后果是什么,我们也永远无法确定。但我们也不知道二氧化碳带来的结果是什么,我们也永远不会完全清楚。那么问题就是:哪种状态的世界风险更小呢?

无论我们二氧化碳排放量有多高,需要面对的问题都是:你是愿意对着这个高峰,并不知道将会发生什么;还是愿意面对这个高峰的同时,还拥有一些太阳能地球工程科技,从而减少对气候的压迫。问题的答案我们永远也无法知道。两种情况都充满不确定性。但拥有一些太阳能地球工程科技当然看似风险更小一点。

由于现在和将来我们要面对的都是这种风险对风险的决策,这是否意味着在没有发生灾难的情况下全面部署是没有意义的?或者至少直到我们认为灾难将要发生的时候?

气候是一个缓慢移动的怪兽,因此有些东西是局部灾难性的,就好比一个五类飓风。而现在,足够的二氧化碳会让它升级成六类飓风或者足以杀死成千上万个人的热浪。当你处在这种情况下时,这些东西都是灾难性的。

但是气候变化和太阳能地球工程能做的只是随着时间的推移,慢慢的改变这些事情发生的可能性。尽管它在政治上会有一个临界点,但总的来说地球气候并没有明显的物理临界点。

一般来说,我认为如果你打算利用太阳能地球工程,一开始慢一点轻一点是最恰当的。这样你就可以在慢慢增加数量的时候发现错误和问题,并且开始慢慢的减少风险的发生。所以我不认为把它用作应急方案会很有用。但在某种程度上,我并不知道“气候的紧急情况”到底是什么。在一定程度上它只是一种有效的说法。

即使这是科学上来说最好的途径,我刚才描述东西是不是更像是政治上可行的事情?

当然。我认为,在民主国家以及某种程度上全球范围内,政治的运作方式是很多事情都是默默的在发生,比如精英对税务改革有不同意见,或者是晦涩的知识产权改革,亦或者是太阳能地球工程。这些事情都隐藏在人们地盘之争之下,比如不同的监管系统,然后某些事件突然让这些事情浮出水面,政治家们才会有所行动。所以,如果你在谈论校车的安全问题,或许你有一些非常棒的论点,但是只有某天发生了可怕的校车事故,立法者才会开始有所作为。

我相信这里也是一样,围绕太阳能地球工程展开的一系列行动,可能会因某些影响巨大的事情引发,比如一个致命的巨大热浪。但这并不是说这些行动只是对于这个事件的恐慌反应。我希望的是当灾难发生的时候,我们会有尽可能多的背景知识来作出知情的决定。这也是开展研究的原因。


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