每年的4月22日是世界地球日
是全人类关注地球与环境的重要节日
今天，地理君想聊聊气候
自19世纪中叶
全球开始进入大规模工业化时代以来
人类的活动对全球气候造成了显著影响
全球年平均气温有着明显的上升趋势
面对严峻的气候形势，该咋办呢？
科学家们纷纷大开脑洞
提出了一些看起来天马行空的设想
想象通过人为的工程，给地球“退烧”
他们把这个行动命名为“气候工程”
（也被称作“地球工程”）
这些想象力丰富的“降温方案”都有依据
感觉每一个都可以写进科幻小说里
今天就为大家介绍几个
这篇文章大概有3000字
地理君会尽量用简单的文字让大家看明白
入门知识
首先，我们要搞明白一件事
地球表面圈层的能量平衡
◎ 地球表面圈层能量平衡图解（以太阳入射辐射相对数为100计算）←看不懂图没关系，往下看
在地球表面圈层
包括大气圈、水圈、生物圈和岩石圈表层
太阳是最重要、也是绝大部分的能量来源
当太阳辐射穿过大气层时
只有一小部分
被大气层内的云、气溶胶、臭氧等
反射或吸收
大部分能到达并加热地球表面
成为了地球表面绝对重要的能源
同时，地球会向外辐射
（主要是红外辐射）
这样一来
地球获得的能量与失去的能量总体相当
于是地球表面能量平衡与温度达到相对稳定
对地球气候的形成起到了决定性作用
所以，想给地球“降温”？
气候工程学家有两套思路：
第一种，从进来的太阳辐射入手
减少能到达地球表面的太阳辐射量
第二种，从辐射出去的长波辐射入手
尽可能多地将能量辐射出去
思路一：减少能到达地球表面的太阳辐射量
第一招：给地球装上“反光镜”
◎ 太阳“反光镜”模型示意图
简介：在大气层外的地球轨道上，安装一面或点阵型的“大镜子”，反射掉一部分入射向地球的阳光，减少到达地面的太阳辐射。
难度指数：★★★★★
真的是非常简单粗暴。。。
这个方案的最大问题在于
地球表面积是相！当！巨！大！啊！
如果想反射掉入射向地球的太阳辐射能的1%
需要在地日间拉格朗日L1点
☜在L1点，物体的轨道周期恰好等于地球的轨道周期
装上总面积达160万平方千米的镜子
这个镜子得多大？
相当于六分之一个中国陆地面积大小
第二招：在平流层制造“烟幕伞”
◎ 阳伞效应示意图
简介：如果在平流层播撒一些细颗粒组成的“烟幕”，能将进入大气层的太阳辐射反射、散射掉一部分，这样到达地面的太阳辐射就明显减少了。这种降温作用像给地球撑了一把阳伞，因此得名"阳伞效应"（有些资料称为尘幕效应）。
难度指数：★★★★
这招有点像火山爆发的效果
——大量火山灰等气溶胶
顺着极强的上升气流进入平流层
并在平流层内的风作用下逐渐扩散
如果火山爆发的规模较大
阳伞效应足够明显
会使得全球范围内
地表气温显著下降
最近一次影响比较大的火山爆发
发生在1991年6月，皮纳图博火山
它向平流层中喷射了两千万吨二氧化硫
使得1991年下半年到1993年间
全球平均气温下降了约0.5℃
而更剧烈的火山活动
如1815年的坦博拉火山大爆发
更是引发了1816年北半球大片区域的
“无夏之年”事件
◎ 1991年6月12日，皮纳图博火山正式爆发前3日的景象
这一方案操作起来比较方便
能借用平流层的大气环流
让这些气溶胶细颗粒在全球弥散
当然，这一操作也会造成潜在的副作用
比如会加剧对臭氧层的破坏
气溶胶也可能导致平流层大气环流的改变
可能引发一些天气或气候异常
根据《自然》杂志的消息
今年或将开展这一工程的先导试验
将少量白垩（细颗粒碳酸钙）颗粒物
喷洒到平流层上，观察其扩散和反照情况
不过，这一试验还需等待评审结果
第三招：让海洋之上层云竞起
◎ 美国东海岸近海的云系，从云中甚至可以看到航线轨迹（较亮的云区域）
简介：从离我们最近的对流层中的云入手，利用云来反射更多的阳光，给地面打个“遮阳伞”。在广袤的远海区域，能利用的凝结核数量很少，云总体的反照率相对较低。如果借助盐颗粒等作为凝结核，增加当地的云反照率，能有效阻挡较多到达地表的太阳辐射能。
难度指数：★★★★
相比第二招
这一招对环境的破坏影响较小
但也存在两个潜在的问题：
首先，部分后续研究指出
云的反照率强度和凝结核密度的关系
并不是简单的正相关
如果凝结核密度增大到一定程度时
可能并没有明显降温效果
其次，这波操作可能打破
海洋深处区域的海洋-大气层间热力平衡
进而导致全球范围内
一些大气环流与天气气候出现变化
第四招：改变地表
简介：如果在大气层外，大气层里都不拦截呢？我们还有地面啊~！有一堆奇思妙想是在陆地表面或者海表搞事情，但真正的成效与可行性还需要论证。
难度指数：★★★
白房子技术
2009年
美国劳伦斯伯克利国家实验室的科学家提出
如果把全世界城镇的房屋
或其他人工建筑物的顶部
刷成白色
像圣托里尼岛的这些房子
▼
可以更多地反射太阳光
据估算，大概能抵消
约440-500亿吨二氧化碳造成的温室效应
不过，这个办法……
可能会导致城区出现更强的反射光
光污染也将更明显
神奇农作物
还是在2009年
英国布里斯托尔大学的教授提出
如果在全世界农田里
都种植叶片反射率较高的农作物（如高粱）
将使得全球气温有所下降
不过，农田面积有限
而且如果为此控制农作物类型
可能对农业反而是更大的损失
海洋泡沫机
这一设想有一点点可爱
是在大洋水域里通过船舶向海水中鼓气泡
较白的气泡能比海面反射更多的阳光
但是海面之大，船能影响到的海面太小
而且如果这些执行工程的船舶
不能使用清洁能源
可能反而得不偿失
思路二：增加地球辐射向太空的红外辐射
这一类思路的实质是减弱温室效应，通常是以控制温室气体排放，或减少大气层内温室气体浓度为目标，也被称作“碳移除”工程。除了常规的节能减排、开发碳排放更少的新能源外，还有一些工程设想，其中包括岩石圈封存碳、利用生物固定碳等。
第一招：海洋铁肥料工程
◎ 显微镜下的藻类
简介：利用藻类等植物对铁的依赖，施加“铁肥料”刺激其生长，以吸收更多的二氧化碳。预期最多能抵消当前大气二氧化碳所造成温室效应的1/6。
难度指数：★★★
但！是！
这一方案如果失去控制
藻类的疯涨很可能会引发类似赤潮的事件
对大洋的生态系统也将是很大的危害
◎ 阿根廷近海附近的浮游植物爆发，与这一海域铁的输入有关
第二招：二氧化碳的“直接捕获”
简介：利用一些碱性化学物质在大气中大量吸收二氧化碳，然后将吸收到的二氧化碳再集中加压，压入地表以下的深处，此时周边的硅酸盐岩石会与二氧化碳反应生成碳酸盐与二氧化硅。
难度指数：★★★★
这一方案的缺陷在于
二氧化碳是较为均匀、广泛分布在
整个大气层中低层
需要动用较大力量
在大片区域同时捕获吸收
让二氧化碳浓度下降的速率也较慢
且有分析指出，这一方案的成本也可能
较…为…昂…贵…
第三招：植树造林
简介：森林的生长过程能吸收、固定大量的二氧化碳，从而减小大气内二氧化碳的浓度和温室效应强度。地质历史时期里，石炭纪中后期的气温骤降，也和当时陆地上森林植被的大面积扩张有着密切联系。
难度指数：★★
这个应该是大家最熟悉的方案啦
不过需要指出的是
植树造林对区域的降水量、土壤性质等
都有较高依赖性
如果在本是较干旱的地方造林
除了林木难以存活外
当地地表的反照率可能也会下降
（从较为明亮稀疏的地表变成了林木植被）
这也可能抵消部分二氧化碳吸收的影响
使得总体的降温幅度受限
◎ 2000-2017年亚洲地区植被叶面积变化趋势，可看到我国和印度的增加最为明显
总之
为了应对当前温室气体浓度显著上升
气候工程的议题
也逐渐成为了人们关注的焦点
不过，目前其中的绝大多数方案
或是需要进一步理论论证
或是可行性不高
或是收效较低
或是存在较严重副作用和未知的其他影响
当前实施这些气候工程项目难度很大
未来也同样需要严密论证和谨慎实行
所以
我们能做到的是从各层面做起
积极践行低碳与环保行为
尽可能降低人类活动对气候的影响
关注与关爱我们的家园
原标题：地球“发烧”了，科学家们竟然想出这种操作……
【免责声明】上游新闻客户端未标有“来源：上游新闻-重庆晨报”或“上游新闻LOGO、水印的文字、图片、音频视频等稿件均为转载稿。如转载稿涉及版权等问题，请与上游新闻联系。
