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2022-09-01 09:48

用正确剂量的地球工程减少气候变化风险

Geoengineering Climate Change Risks

平流层气溶胶地球工程是一种想法,在高层大气中添加一层气溶胶颗粒,可以减少二氧化碳等温室气体引起的气候变化。

此前的研究表明,太阳能地球工程可以通过商用飞机技术来实现,每年只需花费数十亿美元,并将降低全球平均气温。然而,问题仍然是这种方法能否在区域层面上减少重要的气候灾害。也就是说,它能减少各个地区的水资源可用性或极端温度的变化吗?

伦敦大学学院和哈佛大学研究人员的一项新研究结果表明,即使是像向平流层注入二氧化硫这样的粗糙方法,也可以减少许多重要的气候危害,而不会使任何地区的情况明显恶化。

今天发表在《环境研究快报》(Environmental Research Letters)上的研究结果,利用了对平流层气溶胶地球工程的复杂模拟结果,来评估这种方法是否会抵消或加剧全球气候变化的影响。研究人员还测试了这些效应在不同温度情景下的差异。

该研究小组发现,通过在平流层中添加气溶胶来减少升温,可以缓解几乎所有地区的重要气候危害。他们只在一小部分土地上看到了气候变化的影响加剧。

该研究的主要作者、伦敦大学学院地球科学教授彼得·欧文说:“大多数研究都集中在太阳能地球工程抵消所有未来变暖的情景。虽然这大大减少了整体气候变化,但我们在这些模拟中表明,在某些方面,它太过了,导致约9%的陆地面积经历更大的气候变化,即看到气候变化的影响加剧。

“然而,如果只是抵消一半的变暖,那么我们发现,平流层气溶胶地球工程仍然可以总体减少气候变化,但只会加剧1.3%土地面积的变化。”

该团队强调,太阳能地球工程只处理了气候变化的症状,而不是根本原因,即大气中二氧化碳和其他温室气体的积累。因此,它应被视为一种补充方法,以减少排放,以应对气候变化。

这项研究是去年发表在《自然气候变化》*上的一篇论文的后续,该论文显示了类似的结果,即太阳地球工程近似地只是将太阳转暗。之前的研究提出了这样一个问题:如果使用注入二氧化硫的更真实的模拟,结果是否站得住?注入二氧化硫是太阳能地球工程中已知的最简单的方法。

“我们的研究结果表明,如果使用正确的剂量,并同时减少温室气体排放,平流层气溶胶地球工程可能有助于管理气候变化的影响。然而,关于平流层气溶胶地球工程的潜在影响仍有许多不确定性,需要更多的研究来知道这一想法是否真正可行,”欧文博士补充说。

该团队使用了来自地球工程大型集合研究的数据,该研究使用了一个复杂的气候化学模型来模拟平流层气溶胶地球工程假想部署的气候响应。在这个模型研究中,二氧化硫被释放到热带地区的不同纬度,产生一层气溶胶,在极端的全球变暖情景下保持温度稳定。

研究人员集中研究了平均温度和极端温度的变化、水资源可得性的变化和极端降水的变化,即决定关键气候风险的气候变量。

先前的研究表明,平流层气溶胶地球工程可能会导致季风的大幅减弱和干旱的加剧。然而,作者发现,在那些用平流层气溶胶地球工程将变暖减半加剧变化的地区,它增加了而不是减少了水的可用性。这表明,对平流层气溶胶地球工程可能导致干旱化和干旱的担忧可能是错误的。

合著者大卫·基思教授(哈佛大学工程与应用科学与肯尼迪学院)说:“气候模型的早期研究一致表明,空间均匀的太阳辐射修正与减排相结合可以显著降低气候风险。”但是,我们应该相信这些模型吗?不确定性很大,没有一个结果是可信的,但这篇论文朝着从注入到区域影响的更现实的建模迈出了一步。”

该团队现在正在更深入地研究平流层气溶胶地球工程对水循环的预期影响,试图了解其对社会和生态系统的潜在好处和风险。

引用:

“通过平流层气溶胶地球工程将变暖减半可以缓和政策相关的气候危害”,作者:Peter J Irvine和David W Keith, 2020年3月20日,《环境研究快报》。1748 - 9326 . DOI: 10.1088 / / ab76de

“用理想化的太阳能地球工程将气候变暖减半,减缓了主要的气候危害”,作者:Peter Irvine, Kerry Emanuel, Jie He, Larry W. Horowitz, Gabriel Vecchi和David Keith, 2019年3月11日《自然气候变化》。DOI: 10.1038 / s41558 - 019 - 0398 - 8