科学家提出高科技气候干预措施：用“太阳辐射修正”方法来冷却地球

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自2019年9月以来，气候干预生物学工作组（一个由国际公认的气候科学和生态学专家组成的团队）每个月都会远程聚集在一起，就这个问题以及通过将一部分太阳辐射从地球上反射出去而使地球冷却的后果进行科学分析--这种气候干预策略被称为太阳辐射修正（SRM）。

该小组的开创性论文 "通过反射太阳光来冷却地球的气候干预的潜在生态影响"，最近发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。

“参加这个工作组让我大开眼界，”共同作者 Peter Groffman说，他是纽约市立大学研究生中心高级科学研究中心和凯里生态系统研究学院的生态系统生态学家。“我没有意识到对气候干预的建模已经如此先进，我认为气候建模者没有意识到被影响的生态系统的复杂性。这有力地提醒了环境科学中复杂问题需要多学科分析的重要性。”

该跨学科团队由密歇根州立大学综合生物学系和生态学、进化和行为学项目的社区生态学家和副教授Phoebe Zarnetske，以及石溪大学生态学和进化系的杰出教授生态学家Jessica Gurevitch共同领导。

Gurevitch和气候科学家Alan Robock（罗格斯大学环境科学系杰出教授）之间的对话催生了这个先锋小组，该小组比大多数人更清楚地球大气层的地球工程不仅仅是一个科幻场景。

Zarnetske说：“关于气候干预对生态学的影响，我们的知识很匮乏。作为科学家，我们需要了解和预测它可能对自然界产生的积极和消极影响，确定关键的知识差距，并开始预测如果未来采用它可能对陆地、海洋和淡水物种和生态系统产生什么影响。”

将太阳的热量反射回太空所需的成本和技术目前比其他气候干预想法更容易实现。工作组预计，他们的热烈讨论和公开发表的论文将鼓励对称为太阳辐射修正的气候干预战略进行科学调查，同时减少温室气体排放，将影响自然界。

全地球范围内的SRM努力的可行性取决于地球工程模型相互比较项目（GeoMIP）完善的计算机模拟对其各种结果的准确预测。PNAS的论文为扩大GeoMIP的范围以包括地球生态系统不可思议的范围和多样性奠定了基础。

Gurevitch解释说：“虽然气候模型在预测各种地球工程方案的气候结果方面已经相当先进，但我们对这些方案对物种和自然系统可能存在的风险了解甚少。在SRM下，物种灭绝、物种群落变化以及生物体需要迁移以生存的风险是否比气候变化的风险更大，或者SRM是否减少了气候变化造成的风险？”

“大多数GeoMIP模型只模拟非生物变量，但所有受气候影响并依赖太阳能量的生物呢？” Zarnetske补充道。“我们需要更好地了解SRM对从土壤微生物到帝王蝶迁徙到海洋系统的一切可能的影响。”

Zarnetske的空间和群落生态学实验室（SpaCE实验室）专门预测生态群落如何在从微观到全球的范围内对气候变化做出反应，这使得它在协助工作组阐明未来SRM方案的重要数据方面具有独特的优势，例如平流层气溶胶干预（SAI），这是本文的重点。

SAI将通过把阳光反射回太空来减少一些太阳的入射辐射，类似于大火山爆发后的情况。理论上，它将有可能不断地补充云层，并控制其厚度和位置，以达到理想的目标温度。但这篇论文揭示了在不同的SAI情景下，生态系统功能和气候之间的级联关系的复杂性研究不足。事实上，他们认为，无论是否采用SRM，缓解气候变化的工作都必须继续进行，而且问题是，除了去碳化的努力之外，一些或任何SRM是否能够带来好处。

Zarnetske说：“尽管SAI可能将地球表面冷却到全球温度目标，但冷却可能是不均匀的，影响许多生态系统功能和生物多样性。降雨量和地表紫外线辐射会发生变化，SAI会增加酸雨，不会缓解海洋酸化。”

换句话说，SRM不是解决气候变化问题的“灵丹妙药”。在工作组的努力激发出对不同气候干预方案的影响的新研究之前，SRM更类似于一种无根据的瞎猜。

“我们希望这篇论文能引发对这个问题的更多关注，以及气候科学和生态学领域的科学家之间更多的合作，”Gurevitch补充道。