地球工程保护北极海冰

地球工程保护北极海冰

地球工程给我们提供机会，保护残留海冰免于继续流失，这也许是最好的办法。

撰文彼得·沃德姆斯（Peter Wadhams）

我第一次去北极是在1970年夏天，乘坐的是加拿大“哈德森号”海洋调查船，它当时正在执行首次环美洲巡游任务。该船为抗冰加固型，因为它必须能抵御海冰对航行的干扰。沿着阿拉斯加海岸和北美西北海域，北冰洋海冰与陆地紧紧靠在一起，仅留下几英里（1英里≈1.609千米）的缝隙让我们进行考察。有时海冰还直接爬上了海岸。这种现象人们已司空见惯，认为它再正常不过了。

但是现在，如果一艘船在夏季从白令海峡进入北极，就会发现在其前方是一片展现出开放海域的洋面。海水一直向北延伸很远，直到距北极仅几英里的地方才停祝从空中往下看，我们这个世界的最北端现在看起来是海蓝海蓝的，而非白茫茫的一片。然而事情实际上比表面上显露出的情况要糟糕得多。残留的海冰已经变得很豹—声呐测量表明，在1976年至1999年期间，海冰的平均厚度减少了43％。按照这一下降速度，到2015年，夏季融冰的速度将超过冬季新冰积聚的速度，并且整个北极覆冰就将崩塌瓦解。

一旦夏季海冰完全消失殆尽，即便让海冰恢复并非不可能，但是潜热（latent heat，物质在物态变化过程中，在温度没有变化的情况下，吸收或释放的能量，例如水凝结成冰要放热）的物理学效应也会使海冰的恢复变得极其困难。我们将深入研究被美国科罗拉多大学博尔德分校国家雪冰数据中心主任马克·塞雷泽（Mark C. Serreze）称为北极“死亡循环”的这一现象。

一旦海冰让位于开放水域，反照率——被反射回太空的太阳辐射百分比——将从0.6下降到0.1，这样一来将加快北极变暖的速度。根据我的计算，残留的北极夏季海冰消失给地球带来的变暖效应，将等效于过去25年二氧化碳排放所产生的温室效应。由于北冰洋的三分之一为浅海大陆架海域，其洋面变暖效应将延伸至海底区域，使沿岸永久冻土带融化并触发甲烷释放，而甲烷较之二氧化碳，所产生的温室变暖效应要强烈得多。由伊戈尔·舍米列托夫（Igor Semiletov）带领的一支俄罗斯—美国科考队最近对西伯利亚沿岸200多个站点进行了实地考察，在那些地点，甲烷正从海底不断涌上来。大气测量结果也表明甲烷含量正在持续上升，最有可能主要来自北极地区的甲烷排放。

为了避免北极夏季海冰崩塌所带来的后果，我们必须让已流失掉的海冰得以恢复。我们需要做的工作不仅仅是减慢北极变暖的步伐，还必须要扭转这一趋势，让北极变冷。

减少碳排放和使用包括核能在内的可再生能源来替代化石燃料当然是最明智的长期解决方案，但是这些措施却挽救不了北极海冰。经过我们数十年的努力，全球大气中的二氧化碳浓度依然以一种高于指数率的速度持续上升。

现在是时候考虑一种根本性的解决手段了，这个手段就是地球工程。在此我所谓的地球工程是指那些通过阻挡阳光、以人工方式降低地表温度的技术。其中一项技术需要将细密的水雾喷入低空云层使之“美白”；另一项技术则涉及用气球将固态硫酸盐释放到大气层中，促使反射辐射的气溶胶形成。一种更为简单的方法是将屋顶和人行道全都涂抹成白色。上述措施都是一些小修小补的解决方法。这类解决方法将不得不持续不断地使用，一旦有任何中断都将使大气变暖进程恢复且进一步加速。这些方法也无法直接应对诸如海洋酸化之类的二氧化碳效应，但是它们可以为我们赢得宝贵的时间。

是否存在一种可以使整个行星变冷的地球工程技术呢？有没有一种仅在夏季给北极降温，以阻止海冰消失的方法呢？在北极上空给云层美白，或释放化学剂对降水模式和温度又会带来什么影响呢？要获得上述问题的答案需要进行大量的研究和建模工作。这项工作必须立刻进行，我们再也不能为侈谈在遥远未来的某个合适日期减少二氧化碳排放量而浪费宝贵的时间了。我们必须立即采取行动。（翻译詹浩）