從飛機(jī)上釋放氣溶膠到平流層可以反射太陽光，從而給地球降溫，但副作用目前還不清楚。圖片來源：Sylvia Buchholz / Alamy

今年8月，一支研究團(tuán)隊登上了位于四川阿壩的達(dá)古冰川，并在那里開展了一項實驗：在500平方米范圍的冰川鋪設(shè)5-8毫米的土工布，通過遮蓋材料增強(qiáng)冰川表面對太陽輻射的反射率，減緩冰川消融。

上述給冰川“蓋被子”的實驗由中國科學(xué)院冰凍圈科學(xué)國家重點實驗室和達(dá)古冰川風(fēng)景名勝區(qū)管理局合作開展，并立刻引起了媒體的關(guān)注。當(dāng)?shù)孛襟w成都商報稱，達(dá)古冰川項目是中國首個應(yīng)用“地球工程學(xué)”措施減緩冰川消融的試驗，如果效果良好，還會將這項措施優(yōu)化推廣。

與中國媒體的熱情形成反差的是，“地球工程”一詞實際上飽受爭議。政府間氣候變化專門委員會（IPCC）第五次評估報告將“地球工程”定義為“一套旨在有意改變氣候系統(tǒng)以減輕氣候變化影響的，適用于大規(guī)模操作的方法和技術(shù)”。這些技術(shù)通常被分為太陽能輻射管理（SRM）和二氧化碳移除（CDR）——前者泛指一類通過將太陽光反射回外太空或允許更多紅外輻射逃逸來降低溫度的技術(shù)；后者則主要指物理提取大氣中的二氧化碳并將其儲存的手段，如利用生物能結(jié)合碳捕獲與封存技術(shù)（簡稱BECCS）形成“負(fù)排放”。目前，CDR類技術(shù)已開展商業(yè)化示范，而SRM技術(shù)則由于未知氣候風(fēng)險和管理爭議，尚未被實施。

類似達(dá)古冰川這樣的實驗被中國媒體津津樂道，是否意味著“地球工程”這個新興概念已在中國落地，甚至有規(guī)模部署的可能？

界定“地球工程”

中國科學(xué)院冰凍圈科學(xué)國家重點實驗室副主任王飛騰向中外對話表示，“冰川蓋被”實驗的想法是基于他近年為北京冬奧組委做的儲雪工作，實驗是出于他自身興趣，屬于基礎(chǔ)應(yīng)用研究類型。

隨著全球變暖的加劇，中國冰川自上世紀(jì)90年代起就呈現(xiàn)加速萎縮態(tài)勢。2014年發(fā)布的《第二次冰川編目》顯示，上世紀(jì)50年代以來，中國82%的冰川處于退縮狀態(tài)，總面積縮小18%。

為了更快速地控制和應(yīng)對全球變暖，有人寄希望于更激進(jìn)的干預(yù)手段；但除了復(fù)雜氣候效應(yīng)外，一些氣候干預(yù)措施的實施還涉及農(nóng)業(yè)、社會、經(jīng)濟(jì)等方面的跨國界影響，但目前國際社會針對此的監(jiān)管幾乎空白。

在全球，通過遮蓋冰川減緩其消融已有先例。比如，瑞士羅納河冰川（Rh?ne Glacier）附近的居民十余年來通過在冰川表面鋪設(shè)材料減緩其融化；而在意大利北部的普雷薩納冰川（Presena Glacier），人們在每年滑雪季結(jié)束后在冰川上鋪設(shè)土工布，目前覆蓋面積達(dá)到10萬平方米。這些舉措大多是為了維持旅游業(yè)和滑雪生意而開展，由商業(yè)公司或本地社區(qū)承擔(dān)鋪設(shè)工作。

談到達(dá)古冰川實驗，芬蘭拉普蘭大學(xué)教授約翰·摩爾（John Moore）認(rèn)為，這種針對個別冰川的小型項目并不屬于地球工程范疇，“因為它們不產(chǎn)生全球性影響”。摩爾曾作為英籍專家主持一項為期5年、耗資1400多萬元的中國地球工程重點研究項目。

他以不久前的一項減緩大堡礁白化的實驗為例。今年3月，一個澳大利亞團(tuán)隊在昆士蘭州湯斯維爾附近的布羅德赫斯特礁（Broadhurst Reef）旁，用渦輪機(jī)向天空噴灑海水。海水中的鹽晶體與低空云層結(jié)合，可以人為提高云層亮度，反射更多陽光，進(jìn)而為海水降溫。這種被稱為“海洋云增白”（Marine Cloud Brightening）的方法是SRM技術(shù)的一種，成本效益相對高。若使其產(chǎn)生效果，需大規(guī)模應(yīng)用。

理論上看，若改變大堡礁上方的大氣條件可能引起連鎖反應(yīng)，因為大氣是相通的。但摩爾認(rèn)為，有無全球影響的關(guān)鍵，是這些改變的規(guī)模是否能產(chǎn)生可被衡量的重要作用。“大堡礁的實驗更像是維持一種生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)現(xiàn)狀”，他說。

摩爾用“杠桿”（leverage）一詞形容氣候干預(yù)和全球性影響之間的關(guān)系。“在整個氣候系統(tǒng)內(nèi)存在一些敏感點”，摩爾說?！霸谀切┑胤竭M(jìn)行局部干預(yù)就會[給整個系統(tǒng)]帶來全局性的影響”。他認(rèn)為，南極的松島（Pine Island）和思韋茨冰川（Thwaites Glacier）就屬于這樣的敏感點。那里是未來兩個世紀(jì)內(nèi)海平面上升的最大潛在來源之一，如果采取一定的措施減緩那里的冰川流失，將帶來巨大的效應(yīng)。

卡內(nèi)基氣候治理倡議（Carnegie Climate Governance Initiative, C2G）執(zhí)行主席亞諾什·帕茲托（Janos Pasztor）也認(rèn)為，類似達(dá)古冰川實驗這樣減緩單個冰川消融的措施可能產(chǎn)生正面作用。由于其對于全球氣候不造成整體影響，故不符合“地球工程”的常規(guī)范疇。C2G一直致力促進(jìn)為新興氣候技術(shù)建立管理框架，并堅持對研究、試驗和部署這些保持中立姿態(tài)。

但帕茲托提到，當(dāng)前各方對“地球工程”的定義仍未統(tǒng)一，不同的利益方也會使用不同的定義。這可能會造成一些誤解，尤其對于監(jiān)管來說。他更傾向使用“太陽輻射管理”和“二氧化碳移除”，而不是某種統(tǒng)稱描述這些氣候干預(yù)技術(shù)。

帕茲托認(rèn)為，是否被稱作“地球工程”并不是最關(guān)鍵的問題，因為一些小規(guī)模的干預(yù)行為如果同時發(fā)生，也可能形成大范圍影響。 “即使是遮蓋冰川這樣的項目，關(guān)鍵不在于你怎么稱呼它，而在于它是有用的——它可以減緩冰川融化。但它也可能有其它影響需進(jìn)一步探究”。

每年滑雪季過后，意大利北部的普雷塞納冰川都會蓋上“被子”，目前覆蓋面積已達(dá)到10萬平方米。圖片來源：Sylvia Buchholz / Alamy

全球管理難題

在全球范圍內(nèi)，冰凍圈內(nèi)正在發(fā)生的一些其它研究正引起比“冰川蓋被”實驗更大的關(guān)注。比如，由斯坦福大學(xué)講師萊斯利·菲爾德（Leslie Field）發(fā)起的北極冰項目（Arctic Ice Project）設(shè)計將微小的硅珠撒在薄的、年輕的北極海冰表面，提高冰面反射率。這是全球少數(shù)將SRM項目從電腦模型中帶到現(xiàn)實中的嘗試之一。

另一項醞釀中的戶外研究是哈佛大學(xué)科學(xué)家提議實施的“平流層控制擾動實驗”（SCoPEx）。它計劃在距地面20千米的高空，用氣球播撒少量碳酸鹽微粒，觀測其形成的氣溶膠是如何散開和反射太陽光的。因為見效快且成本低，“平流層氣溶膠注入”（SAI）是被討論最多的SRM技術(shù)，關(guān)于誰有權(quán)控制這項技術(shù)以及可能的負(fù)面和非均衡氣候影響的爭論對于監(jiān)管帶來了很大的挑戰(zhàn)。

雖然目前這些實驗技術(shù)各異且計劃實施的規(guī)模很小。但帕茲托表示：“它們都需要某套保護(hù)機(jī)制（guardrails），確保實驗在預(yù)防原則的基礎(chǔ)上進(jìn)行。而當(dāng)前這些機(jī)制并不存在。”

人為干預(yù)氣候可能帶來不確定風(fēng)險和后果，比如不均勻溫度和降水變化會造成區(qū)域氣候差異擴(kuò)大，加重部分地區(qū)的糧食安全、水災(zāi)和環(huán)境退化等問題。缺乏國際管理機(jī)制意味著，如果某個國家、企業(yè)或個人決定單邊部署某項技術(shù)，國際社會對其缺乏管理依據(jù)。

為了對地球工程的研究和管理提供指引，2009年，多名學(xué)者起草了“牛津原則”，呼吁將地球工程作為公共物品進(jìn)行規(guī)制、確保公眾參與和透明公開、以及“監(jiān)管先行，實施在后”原則。上述由摩爾領(lǐng)銜的中國地球工程研究項目組成員，中國社會科學(xué)院生態(tài)文明研究所研究員陳迎提到，監(jiān)管先行是比較難的，因為從技術(shù)實施的不同階段看，模擬研究、戶外實驗和部署的影響是不一樣的，實驗的規(guī)模也有大小之分，很難一概而論。

摩爾認(rèn)為，如果“地球工程”項目需要國際制度加以規(guī)制，具體措施具體分析將比提出一種整體性管理框架更有幫助。”

在缺乏國際機(jī)制的情況下，SCoPEx項目在去年專設(shè)了一個獨立運(yùn)作的委員會為項目制定管理框架，確保研究在信息透明和負(fù)責(zé)的情況下進(jìn)行。但也有人對委員會是否充分獨立產(chǎn)生質(zhì)疑，并擔(dān)心在沒有足夠共識前推動戶外實驗，會讓人們對其攜帶的風(fēng)險放松警惕。

帕茲托不愿評價具體實驗的治理努力。但他表示，實施這類實驗的研究者有責(zé)任對實驗的物理和社會影響做出評估；保證實驗計劃和資金來源透明；并促進(jìn)利益相關(guān)方的參與。摩爾則強(qiáng)調(diào)，無論何種管理框架，吸收多元化的觀點至關(guān)重要。

在現(xiàn)有國際條約中，《聯(lián)合國氣候變化框架公約》（UNFCCC）已有條款授權(quán)各國通過CDR技術(shù)進(jìn)行氣候變化減緩。而針對SRM技術(shù)，現(xiàn)有國際規(guī)則只適用于某些具體技術(shù)和問題，缺乏完整的全球管制基礎(chǔ)。如《聯(lián)合國海洋法公約》只針對“海洋云增白”有適用條款，而《保護(hù)臭氧層的維也納公約》及其《蒙特利爾議定書》僅關(guān)注氣溶膠注入對臭氧的可能損害。

對于未來的管理形態(tài)，帕茲托認(rèn)為， “許多國際機(jī)構(gòu)能夠，甚至將會在SRM治理中扮演某種角色。關(guān)鍵在于如何將這些機(jī)構(gòu)協(xié)調(diào)起來?！?/p>

以世界氣象組織（WMO）為例，帕茲托表示，SRM的應(yīng)用將會需要一套全球大氣監(jiān)控系統(tǒng)，WMO就擁有這樣的系統(tǒng)，只是如果要適用于SRM，需要進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。

“現(xiàn)在的問題是，許多行動主體對于這些技術(shù)、這些方法了解的不夠。他們不知道最前沿的科學(xué)是什么，也不清楚它們的風(fēng)險和益處。這些太重要了，沒有它們?nèi)藗兩踔翢o法作出決策 ——比如制定國際法規(guī)”， 帕茲托說。

中國角色

中國在2015年啟動的上述國家級研究項目由北京師范大學(xué)、浙江大學(xué)和中國社會科學(xué)院共同承擔(dān)。它不僅對地球工程的作用機(jī)制和對氣候系統(tǒng)的影響做出了模型分析，也對地球工程的綜合影響和國際管理框架進(jìn)行了評估和研究。

“中國的地球工程研究在全球很重要，相比國際上一些努力規(guī)模更大，更持續(xù)”，摩爾說。為了使其評估結(jié)果更具現(xiàn)實意義，研究團(tuán)隊注重將氣候模型的輸出與農(nóng)業(yè)、經(jīng)濟(jì)和人類健康等現(xiàn)實問題聯(lián)系起來，比如，研究北極凍土在地球工程干預(yù)場景和不同溫室氣體排放場景下的二氧化碳釋放量，以及這些釋放對經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生的影響。

中國是受自然災(zāi)害影響嚴(yán)重的國家，項目的設(shè)立引發(fā)了外界對于中國可能有計劃部署地球工程的猜測。摩爾對此表示，目前項目所有實驗仍然停留在電腦模型和實驗室的水箱中。他認(rèn)為，中國不會在沒有國際共識的情況下實施單邊行動，而遮蓋一座冰川或人工降雨并不能算地球工程。

今年8月，一支研究團(tuán)隊登上了達(dá)古冰川，在那里開展冰川土工布鋪設(shè)實驗。圖片來源：Alamy

陳迎則觀察到，目前有關(guān)人為氣候干預(yù)的話題在中國仍然非常小眾，學(xué)術(shù)圈和決策者對這一話題的也缺乏認(rèn)知，部署一說無從談起?！叭绻麑W(xué)者和政府部門對這一塊重視不足，公眾對于這些信息的理解就更困難”，她說。

與SRM技術(shù)相比，CDR技術(shù)在中國的部署前景更加明朗。今年9月，國家主席習(xí)近平在聯(lián)合國大會宣布中國將力爭于2060年前實現(xiàn)碳中和，被各界認(rèn)為是中國在提升氣候雄心方面做出的重要承諾。陳迎認(rèn)為，中國達(dá)成碳中和目標(biāo)的首要目標(biāo)是促進(jìn)產(chǎn)業(yè)的低碳化、技術(shù)創(chuàng)新等前端減排，并推動消費的可持續(xù)。但是，由于1.5度氣候目標(biāo)要求的減排量巨大，二氧化碳移除技術(shù)的大規(guī)模實施是可以預(yù)見的。

但她提醒，技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用需要周期。以BECCS為例，這種技術(shù)首先要求碳捕捉和貯存技術(shù)發(fā)展成熟且經(jīng)濟(jì)可行，同時還需確保二氧化碳不泄漏，土壤和水資源等得到合理利用。 “難題和空白很多，是必須要早研究早部署的”。

最后的機(jī)會

無論達(dá)古冰川項目的影響幾何，它都體現(xiàn)人們迫切尋找應(yīng)對氣候變化方法的決心。王飛騰表示，明年五月，研究團(tuán)隊還將在達(dá)古冰川進(jìn)行一次更為系統(tǒng)的鋪設(shè)隔熱和反光材料減緩冰川消融實驗，目的是對不同鋪設(shè)材料的性能、最優(yōu)組合結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，并評估添加遮蓋物影響冰川消融的效果。

摩爾認(rèn)為，一些科學(xué)實驗除了可能存在的氣候影響，還包含某種情感元素，因此人們希望它們發(fā)生?！叭藗兿朐谒淼赖谋M頭看到某種希望的光亮”，他說?！耙苍S地球工程扮演的角色能提供一種更好的未來，因此各國政府愿意對它加深研究?！?/p>

陳迎呼吁學(xué)界和公眾對地球工程研究持更加開放的態(tài)度?！坝幸恍┤擞X得這個話題是天方夜譚，不值得研究，這種態(tài)度是不對的。還有一些人覺得這個想法激進(jìn)——這也是誤解。研究并不意味著支持實施，這是兩回事。”

帕茲托則擔(dān)心，盡管包括中國在內(nèi)的世界各國近期紛紛提出了到世紀(jì)中葉實現(xiàn)碳中和的目標(biāo)，但各國還沒有對溫室氣體減排給予足夠多關(guān)注。世界距離達(dá)成1.5至2攝氏度的溫控目標(biāo)已十分遙遠(yuǎn)。他提醒，即便像SRM這樣的“快速方法”也需要至少10至15年的國際性研究，才能判斷可行與否。

“如果我們不足夠謹(jǐn)慎，也許從現(xiàn)在起十年或更短的時間內(nèi)，一些國家會單方面地認(rèn)為人類除了進(jìn)行太陽輻射管理已別無選擇，因為它相對而言更為經(jīng)濟(jì)和快速”， 帕茲托說。“這將是非常糟糕的局面，尤其對于那些不同意這一判斷的國家來說。如果我們最終進(jìn)入這樣的場景，那將是非常不幸的?！?/p>

作者簡介

張子竹，自由撰稿人，曾任財新周刊環(huán)境記者和香港鳳凰衛(wèi)視駐肯尼亞記者。她擁有英國圣安德魯斯大學(xué)國際關(guān)系學(xué)士學(xué)位和倫敦政治經(jīng)濟(jì)學(xué)院比較政治碩士學(xué)位。她目前居住在北京。