1月15日傍晚，位於南太平洋島國湯加附近的一座海底火山劇烈噴發，影響波及整個泛太平洋沿岸地區。如此規模的火山活動曾導致顯著的全球變冷效應——1991年菲律賓皮納圖博火山爆發使北半球的氣溫連續四年降低了多達0.5攝氏度。這也讓一種名為“太陽地球工程”的技術倡導者思考類似手段能否被用來減緩地球變暖的步伐。一類提議是將微小的反射粒子注入平流層充當遮陽篷，將太陽的一部分能量反射回太空。第一代“地球遮陽篷”可能用分散的火山爆發過程中產生的化學物質之一二氧化硫（SO2）製成，由地球工程飛機裝載固體硫，到達高空後在發動機中燃燒產生二氧化硫。所有這些將耗資約每年35億美元。還需要一個並行的研究計劃來監測顆粒的擴散，確定它們與大氣中其他分子的相互作用並對氣候影響建模。

《打造遮陽篷：2030年7月》

如果地球工程胡作非為

打造遮陽篷：2030年7月

減排的努力可能還不夠。要是一些國家想以另一種方式解決問題呢？2030年的想象場景【《世界猜想》系列之四】

《巴黎氣候協議》要簽署國承諾在未來幾十年內減少引發氣候變化的溫室氣體排放。但哪怕各國信守承諾（有些國家可能不會），這可能還不足以避免災難。想象一下，到2030年，全球氣溫仍在攀升，海平面上升了數十釐米，顯著加劇了風暴潮將海水推向低窪地區並腐蝕沿海基礎設施的影響。在歐洲和美國，夏季熱浪和冬季洪澇愈發嚴重。在美國南部各州、加勒比海地區和東南亞地區，更強烈的熱帶氣旋不斷衝擊海岸線。南半球遭受更嚴重的乾旱和更不規則的季風，破壞了脆弱的農業系統，造成饑荒和內亂。不論窮國富國，全球氣候變化的現實都已顯而易見。

在這種情況下，很可能有些國家會提議使用一種名為“太陽地球工程”的技術來冷卻地球或減緩其變暖。具體方法之一是將微小的反射粒子注入平流層充當遮陽篷，將太陽的一部分能量反射回太空。類似的事情也會自然發生：過去，巨大的火山噴發將大量物質拋入大氣層，使地球持續降溫數月或數年。例如，1991年菲律賓皮納圖博火山爆發，使北半球的氣溫連續四年降低了多達0.5攝氏度。其倡導者說，太陽地球工程將以更加可控的方式達到同樣的效果。

讓我們想象這個想法開始獲得政治支援。關於這些方案的詳細的國際討論從2020年代中期開始出現，充滿了焦慮。發展中國家受氣候變化的影響更大但缺乏應對的能力，要求在聯合國展開討論。孟加拉國是一個在國際氣候談判中態度堅定的中型經濟體，由它領導的一些“最不發達國家”提出了一項動議。最終，這個問題進入了大會議程。但是，與減少全球排放量的談判一樣，多年的討論和決議並沒有帶來多少具體行動。很少人覺得行星遮陽篷是個理想的解決方案。支持者認為，考慮到減排的速度不夠快，遮陽篷會贏得更多時間來減少溫室氣體排放。但反對者表示，這將降低減排的緊迫性。

另一個反對意見是它有可能產生意想不到的後果，因為該技術以前從未被嘗試過，而且學術研究和小規模實地試驗一向資金不足——因為擔心這會給各國提供一種簡單的方法來避開減排涉及的困難選擇。此外還存在“終端激波”的危險：如果一個地球工程專案啟動，並且成功地冷卻了地球，那麼遮陽篷的任何故障（比如技術問題或蓄意破壞）都可能導致溫度在短短几年突然升高。鑑於上述所有原因，有人要求制定國際規則來管理這項技術的使用——因為如果沒有規則的話，就沒有什麼能夠阻止一個或多個國家自己發起“流氓地球工程”計劃。

但這恰恰是聯合國辯論未達成任何協議後，一些國家（可能在2030年）開始考慮的問題。一小部分發展中國家受夠了長期的不作為，可能會選擇就是否“自行”使用遮陽方案來展開“少邊”討論。如果該方案奏效了，它就能在給地球降溫的同時驗證其原理，也許就能說服其他國家支援這一方案。

最快的實施方法是建立一支專用機隊。耶魯大學的韋克·史密斯（Wake Smith）和紐約大學的格諾·瓦格納（Gernot Wagner）於2018年發表的一項分析描繪瞭如何做到這一點。飛機需要在2萬米或更高的高度飛行，這就排除了使用現有商用飛機的可能性。相反，它需要一個由幾十架飛機組成的定製機隊，四個噴氣發動機安裝在兩個巨大的滑翔機式機翼上，讓它們可以在平流層的稀薄空氣中飛行。在第一年，八架飛機可以進行4000次每次持續五小時的飛行（四小時用於爬升和下降，一小時在平流層飛行）。到第五年將增加到34架飛機，每年飛行20,000次；到第十年，71架飛機每年飛行44,000次。15年後，飛機總數達到100架。

這種第一代遮陽篷可能用分散的二氧化硫（SO2）製成，二氧化硫是火山爆發過程中產生的化學物質之一。瓦格納認為，最有效的輸送方式是由地球工程飛機裝載固體硫，到達高空後在發動機中燃燒產生二氧化硫。所有這些將耗資約每年35億美元（按當前價格計算）。還需要一個並行的研究計劃來監測顆粒的擴散，確定它們與大氣中其他分子的相互作用並對氣候影響建模。這要再花掉差不多同樣多的錢。據卡內基氣候治理倡議執行主任傑諾斯·帕茲託（Janos Pasztor）說，世界氣象組織的衛星和地面全球大氣監測系統是唯一能夠以所需精度實現這一目標的現存監測網路。

孟加拉國本身似乎不太可能為此買單。除了經濟上的幫助之外，它幾乎肯定尋求“人多勢眾”，這就是發展中國家看起來更有可能結盟的原因。這樣一個聯盟還可能希望得到更強大的國家（如印度或中國）提供的安全感，這兩個國家都有大量人口面對重大氣候影響的威脅。中國恰好也是硫磺的主要生產國和出口國。

逐步緩慢地啟動這樣的專案既明智又高效。史密斯和瓦格納計算出，第一年機隊可能在平流層中散佈20萬噸二氧化硫，帶來並不明顯的0.02°C的冷卻效果。到第五年，這些數字將升至100萬噸和0.1°C。冷卻幅度將在第10年達到0.2°C，在第15年達到0.3°C。到了這樣的水平，就應該能對變暖的速度產生實際影響。

但這裡還有個問題。區域性地球工程不切實際（粒子投在哪個半球，平流層風就會將它散佈到整個半球上），因此遮陽篷要麼是半球形，要麼是全球形。前者可能是災難性的，因為模型表明它可能改變高層大氣中的能量平衡，導致熱帶季風的大規模失調。

為了避免這種情況造成災難性的地緣政治後果，聯盟將尋求部署一個全球遮陽篷，為所有地區提供相同或相當的降溫。一些研究表明這或許可行，儘管研究還基本處於起步階段。美國國家大氣研究中心的西蒙妮·迪爾姆斯（Simone Tilmes）計算得出，在赤道北部和南部15°和30°注入二氧化硫將產生相當均勻的全球冷卻。

即便如此，一個單方面行動冷卻整個地球的國家聯盟仍將面臨軍事報復的風險。為避免衝突，飛機必須保持在參與國自己的領空內，因此整個聯盟就需要能覆蓋上述緯度。中國、印度和孟加拉國可以顧到北緯地區，但南半球需要在非洲、南美洲或澳大拉西亞找到具有合適能力的合作者。

還有另一種可能性。美國有資金打造一支機隊，有追蹤其影響的研究能力，以及在世界各地起飛的軍事基地。至於動機，只看颶風的影響就夠了。今年早些時候釋出的模型表明，遮陽篷帶來的降溫可能會降低颶風的強度。而即便不就全球變暖的原因表明立場，支援太陽地球工程就算難也依然是可能的。持懷疑態度的美國政府仍然可以堅持認為氣候變化不是人為造成的；它只需承認氣溫上升就行了。

如果美國單方面實施遮陽計劃，很難預測國際反應會如何。當然，這取決於如何部署遮陽篷，以及給氣候帶來了什麼變化。美國、前蘇聯、英國、法國和中國都因在20世紀進行大氣層核試驗而受到指責，但實際付出的外交成本卻很低。單邊地球工程可能會招致譴責，但不會引發戰爭。

反對這種方案的國家可能會發展反地球工程計劃作為回應。它們可以擊落地球工程飛機，或者更巧妙地做法是建造另一支機隊，散步另一種平流層載荷來中和遮陽篷（要麼是和SO2反應而將其分解，或者讓硫酸鹽顆粒聚集在一起並更快地被雨水沖走）。反地球工程工具的研發可能會阻礙單方面部署遮陽篷。

無論有沒有反地球工程，如果部署了遮陽篷，全球氣候的相互指責遊戲無疑會變得更加激烈。一個問題是如何在自然波動中辨別冷卻效果。冷卻將逐步生效，全球平均溫度將在部署初期繼續上升。最終，變暖速度的放緩將在全球資料集裡變得明顯起來。但由於溫度年年都會自然變化，因此在資料中可靠地識別遮陽訊號並非易事。甚至在其影響清晰顯現之前，遮陽篷就會開始影響天氣，以及乾旱、洪水和熱帶氣旋的頻率。目前，對於極端天氣事件，要將全球變暖和自然變化的相對影響區分開來是極度複雜的。再把遮陽篷摻和進來，矛頭肯定指哪裡的都有，這將使國際氣候談判更加困難。

但是，如果成功部署硫酸鹽遮陽篷並且證明有效，也許就該開始第二階段了。負責哈佛大學太陽地球工程研究專案的大衛·基思（David Keith）表示，設計出能夠更高效地反射太陽輻射，或者可在平流層中比硫酸鹽留存更久的合成粒子可能行得通，甚至更好。也許，由於未能在2020年代就地球工程問題達成國際協議，聯合國可能會再次嘗試，在最初的《京都議定書》問世50年後的2047年在京都簽署了一項新條約。《京都議定書2》將承認應對氣候變化的努力不足，並認可使用遮陽篷作為讓各國有更多時間減少排放的手段。在最壞的情況下，單方面部署遮陽篷可能導致衝突。但在最好的情況下，它可能給出了一條通往永續性解決氣候問題的道路。