2025年6月17日，印度尼西亞勒沃托比–拉基拉基火山大規(guī)模噴發(fā)。火山灰柱沖破萬米高空，灰塵與巖石碎屑紛紛落下，一把灰色超級(jí)巨傘自地心撐起，瞬間籠罩了大半天空。

印尼當(dāng)局立即啟動(dòng)最高級(jí)別火山警戒，數(shù)個(gè)村莊居民被緊急撤離，弗洛勒斯島毛梅雷機(jī)場(chǎng)關(guān)閉，多家航空公司前往巴厘島的航班被取消或延誤。

與此同時(shí)，全球多地正被灼熱席卷，開啟“熱浪模式”。南亞與東亞多國(guó)連續(xù)發(fā)布高溫預(yù)警：泰國(guó)多地體感溫度逼近50°C，曼谷街頭熱浪滾滾，連水泥路面都仿佛在冒煙；印度拉賈斯坦邦的局部氣溫一度攀升至49.4°C，接近歷史同期極值；我國(guó)多地也在6月中旬進(jìn)入了“橙色高溫預(yù)警”頻發(fā)期。

氣溫不斷刷新背后，是全球變暖持續(xù)加劇的直接信號(hào)。而此時(shí)此刻，一座火山的噴發(fā)，不禁引發(fā)了另一個(gè)疑問：這滔天的巖漿與沖天的火山灰，會(huì)不會(huì)讓這個(gè)夏天變得更熱？

答案可能出乎意料，歷史上多次劇烈火山噴發(fā)事件之后，幾乎都伴隨著全球性的短期氣溫下降現(xiàn)象。例如，1783年冰島拉基火山噴發(fā)后，歐洲遭遇極寒冬季與農(nóng)作物歉收；1815年印尼坦博拉火山噴發(fā)后，1816年的地球迎來了一個(gè)罕見的“無夏之年”：北美六月落雪，歐洲糧食歉收。

火山爆發(fā)事件的后續(xù)效應(yīng)讓科學(xué)家們大為震撼，同時(shí)，一個(gè)大膽到令人惶恐的設(shè)想浮出水面：如果劇烈火山噴發(fā)能導(dǎo)致降溫，人類能否復(fù)制它的機(jī)制，為地球撐起一把“人工遮陽(yáng)傘”？

這就是“地球工程”（Geoengineering）的一個(gè)重要代表性分支——“太陽(yáng)輻射管理”（Solar Radiation Management, SRM）中的“平流層氣溶膠注入”技術(shù)（Stratospheric Aerosol Injection, SAI）。這既是一項(xiàng)充滿爭(zhēng)議的科技嘗試，也是一場(chǎng)關(guān)于人類邊界、道德規(guī)范與全球責(zé)任的深層思辨。

現(xiàn)在，就讓我們從火山口出發(fā)，踏上一場(chǎng)橫跨自然災(zāi)變與科學(xué)前沿、連接幻想與現(xiàn)實(shí)的地球降溫之旅。

圖片來源：Pixabay

為地球降溫的火山

火山噴發(fā)能給地表降溫？

沒錯(cuò)。現(xiàn)代氣候?qū)W研究表明，高強(qiáng)度的火山噴發(fā)能夠?qū)⒏缓蛩猁}和硫酸滴液的火山氣溶膠帶入高層平流層大氣中，在地球上空形成了一層具有遮陽(yáng)效果的降溫云層。云層中的微小粒子會(huì)高度反射陽(yáng)光，而由于平流層穩(wěn)定干燥的特性，它們既不會(huì)迅速沉降，也難以被雨水帶回地面，而是在高空滯留數(shù)月至數(shù)年，攔截陽(yáng)光加熱平流層，同時(shí)遮擋對(duì)流層并使其冷卻，進(jìn)而形成強(qiáng)有力的地表短期降溫效應(yīng)。

例如，1991年皮納圖博火山爆發(fā)釋放了約2000萬噸二氧化硫，在平流層形成的硫酸鹽氣溶膠云層使全球地表平均輻射減少了約2.5%，導(dǎo)致地表溫度在其后18個(gè)月內(nèi)下降約0.4–0.5°C，并對(duì)氣候系統(tǒng)造成了顯著干擾，包括東南亞區(qū)域性干旱、北美某些地區(qū)降雨增加、以及北極海冰的短暫恢復(fù)。

除了短期降溫效應(yīng)，火山噴發(fā)還會(huì)帶來環(huán)境與健康風(fēng)險(xiǎn)。1783年拉基火山爆發(fā)，不僅導(dǎo)致歐洲極寒，還因大量二氧化硫排放引發(fā)空氣污染與農(nóng)作物歉收。

WHO等機(jī)構(gòu)將其列為主要空氣污染物，其濃度升高會(huì)增加心血管和呼吸系統(tǒng)疾病風(fēng)險(xiǎn)。

所以，盡管火山噴發(fā)出的“天然降溫劑”能在短期內(nèi)抑制升溫，但其引發(fā)的空氣污染、氣候擾動(dòng)及健康風(fēng)險(xiǎn)不容忽視，更何況，它并不足以扭轉(zhuǎn)眼下持續(xù)加劇的全球變暖升溫趨勢(shì)，而且還非常的不可控。

那么，如果這種降溫機(jī)制能夠做到可控呢？我們能否通過人工主動(dòng)將氣溶膠粒子直接注入平流層——或許不是硫酸鹽，而是對(duì)臭氧層破壞和地表酸化風(fēng)險(xiǎn)較低的碳酸鈣或氧化鋁等替代物，給地球撐起一把“人工遮陽(yáng)傘”，從而為應(yīng)對(duì)氣候變化爭(zhēng)取更多時(shí)間。

在部分氣候模型中，這類干預(yù)被視為“氣候應(yīng)急制動(dòng)器”：成本相對(duì)低、部署周期短、理論上見效快，而且作用范圍可以是全球性的。

這聽上去有點(diǎn)像科學(xué)家的狂想，但背后卻是一幅宏偉的氣候治理藍(lán)圖。它激發(fā)的不僅是技術(shù)熱情，更喚起了將地球納入“工程秩序”的可能性。正是在這樣的背景下，“地球工程”這一概念，逐漸從實(shí)驗(yàn)室走向會(huì)議室，從模擬模型邁入公眾視野。

這張照片由國(guó)際空間站上的一名宇航員于2022年1月16日拍攝，展示了前一天湯加火山噴發(fā)后產(chǎn)生的火山灰羽流。來源：https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/goddard/tonga-eruption-blasted-unprecedented-amount-of-water-into-stratosphere/。

科技與風(fēng)險(xiǎn)的雙螺旋

地球工程，顧名思義，是將人類對(duì)地球系統(tǒng)的影響，從“無意中施加”轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝幸庾R(shí)地操控”。如果說溫室氣體排放是無數(shù)人為活動(dòng)累積的副產(chǎn)物，那么地球工程則是一次對(duì)地球氣候“工程師式”的正面干預(yù)。

根據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）第六次評(píng)估報(bào)告第III工作組報(bào)告國(guó)際合作章節(jié)，地球工程主要包括兩大類：其一是“二氧化碳移除”（Carbon Dioxide Removal，CDR），如植樹造林、海洋施肥、直接空氣捕集等；其二便是“太陽(yáng)輻射管理”（SRM）。

SRM試圖在不減少溫室氣體濃度的前提下，通過增強(qiáng)對(duì)陽(yáng)光的反射，降低地球吸收的太陽(yáng)輻射能量，從而抵消全球變暖導(dǎo)致的升溫。這些技術(shù)路徑包括：

?平流層氣溶膠注入（Stratospheric Aerosol Injection, SAI）：模擬火山噴發(fā)機(jī)制，將二氧化硫或替代物質(zhì)如碳酸鈣顆粒注入平流層，形成氣溶膠云反射太陽(yáng)輻射。該路徑可迅速降溫，但可能影響全球降水模式并帶來跨境風(fēng)險(xiǎn)。

?海洋云增亮（Marine Cloud Brightening, MCB）：通過噴灑海鹽粒子增強(qiáng)低層海洋云的反射率，使其更“白”，從而反射更多陽(yáng)光。這一技術(shù)重點(diǎn)在海岸或大洋上空實(shí)施，理論上較易回撤，但對(duì)區(qū)域水文影響需進(jìn)一步研究。

?地面反照率增強(qiáng)（Ground-Based Albedo Modification, GBAM）：包括涂白城市屋頂、植被更替（如高反光草種）、沙漠鋪設(shè)高反射材料等手段，從地面層面提高太陽(yáng)輻射反射率，減緩城市熱島效應(yīng)。

?太空遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)（Orbital or Outer-Atmospheric Shielding, OAC）：設(shè)想在地球軌道間安放反光衛(wèi)星或薄膜遮陽(yáng)傘，改變部分陽(yáng)光入射路徑，堪稱最具科幻感的方案，但目前技術(shù)與倫理障礙極大，仍停留在設(shè)想階段。

是不是每一種聽起來都像是科幻電影中的情節(jié)？事實(shí)也的確如此，SRM的設(shè)想早已出現(xiàn)在了科幻文學(xué)作品的世界。

在尼爾·斯蒂芬森的《七夏娃》中，人類為應(yīng)對(duì)月球?yàn)?zāi)變后的惡劣地球環(huán)境，構(gòu)建了巨型軌道遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)與太空居住系統(tǒng)，這種設(shè)想與“太空遮陽(yáng)結(jié)構(gòu)”極為相似。

而在新海誠(chéng)執(zhí)導(dǎo)的動(dòng)畫電影《天氣之子》中，少女能通過祈禱操控晴雨天氣，這雖是奇幻設(shè)定，但其描繪的城市陽(yáng)光與暴雨間的人為轉(zhuǎn)變，恰與地球工程技術(shù)試圖調(diào)控太陽(yáng)輻射的核心思路不謀而合。

而在現(xiàn)實(shí)中，多國(guó)政府和研究機(jī)構(gòu)正逐步邁入地球工程的科學(xué)試驗(yàn)階段。

-英國(guó)皇家學(xué)會(huì)早在2009年發(fā)布報(bào)告《Geoengineering the Climate》，系統(tǒng)梳理了SRM技術(shù)路徑，并呼吁設(shè)立國(guó)際監(jiān)管機(jī)。

-美國(guó)國(guó)家科學(xué)院（NAS）也在2015年發(fā)布相關(guān)研究建議，并于2021年通過國(guó)家海洋和大氣管理局（NOAA）資助多個(gè)地球工程模擬項(xiàng)目（NOAA Geoengineering Research Program）。

-在歐洲，歐盟資助的IMPLICC計(jì)劃（Implications and Risks of Engineering Solar Radiation to Limit Climate Change）通過多個(gè)氣候模型，研究了SAI對(duì)不同地區(qū)降水、風(fēng)帶與極端天氣的影響。

-日本東京大學(xué)、國(guó)立環(huán)境研究所等機(jī)構(gòu)則側(cè)重于區(qū)域性氣候響應(yīng)模擬和公眾接受度研究，探討亞洲季風(fēng)與高空噴注互動(dòng)的可能路徑。

而其中最受矚目的項(xiàng)目之一，是哈佛大學(xué)提出的“平流層受控?cái)_動(dòng)實(shí)驗(yàn)”（Stratospheric Controlled Perturbation Experiment, SCoPEx），旨在通過高空氣球釋放微量碳酸鈣，觀測(cè)其在平流層中的行為與光學(xué)反應(yīng)，以評(píng)估不同氣溶膠材料的降溫效果與潛在副作用。但在2024年3月，該項(xiàng)目因社會(huì)和倫理爭(zhēng)議而被迫取消。

IPCC也在第六次評(píng)估報(bào)告中對(duì)SRM持極為謹(jǐn)慎的態(tài)度，強(qiáng)調(diào)其效果短暫、不可預(yù)測(cè)，且伴隨嚴(yán)重副作用。尤其在當(dāng)前缺乏全球治理框架的現(xiàn)實(shí)下，SRM帶來的“技術(shù)權(quán)力”極易失衡——一國(guó)遮陽(yáng)、他國(guó)買單的風(fēng)險(xiǎn)令人憂慮。畢竟，以人類目前的科技水平，還遠(yuǎn)無法將太陽(yáng)整個(gè)罩住，只能調(diào)整極小比例的太陽(yáng)輻射強(qiáng)度，且其區(qū)域氣候響應(yīng)很可能偏離預(yù)期。

也正因如此，這種可以由單一國(guó)家或機(jī)構(gòu)主導(dǎo)，卻可能產(chǎn)生全球級(jí)氣候影響的技術(shù)嘗試，實(shí)施起來的確讓人捏一把冷汗。

作為科學(xué)研究的前沿，地球工程為公眾描繪了一幅充滿想象力的未來圖景。但其核心問題近在眼前：如果擁有控制天氣的力量，我們能承擔(dān)它的后果嗎？畢竟，善意的氣候行動(dòng)，有時(shí)也可能帶來意料之外的反效果。

New NOAA research shows that injecting particles into the stratosphere to deflect some of the sun’s rays would also brighten marine clouds, enhancing the cooling effect. Credit: Chelsea Thompson, Chemical Sciences Laboratory. https://csl.noaa.gov/news/2025/426_0324.html.

“逆向”太陽(yáng)輻射調(diào)控

讓我們暫時(shí)把目光從太空鏡面的宏大藍(lán)圖上移開，回到一個(gè)真實(shí)而意外的案例上——航運(yùn)減排。這個(gè)案例為我們理解太陽(yáng)輻射調(diào)控的風(fēng)險(xiǎn)提供了絕佳的現(xiàn)實(shí)樣本。

2020年1月1日，國(guó)際海事組織（IMO）正式執(zhí)行船舶低硫燃料新規(guī)，將全球船用燃油中硫含量上限從3.5%降低至0.5%。這一環(huán)保舉措旨在減少二氧化硫的排放，改善沿海空氣質(zhì)量，減少酸雨與心肺疾病的發(fā)生。然而，短短幾年后，研究人員震驚的發(fā)現(xiàn)，這一“有益于人類健康”的減排行為，竟無意間造成了全球變暖加速。

原來，船舶排放的二氧化硫會(huì)在大氣中形成硫酸鹽氣溶膠，這些氣溶膠增強(qiáng)了低層云的反射能力，形成了一條條“漂浮的冷卻帶”。國(guó)際海事組織新規(guī)使全球二氧化硫排放每年減少約740萬噸，“人工降溫云”隨之消散，海洋上空的平均輻射強(qiáng)迫每平方米增加了0.2瓦特，導(dǎo)致的額外變暖效應(yīng)相當(dāng)于增排1000億噸二氧化碳——這是全球兩年的排放量。

這次意外的“逆向太陽(yáng)輻射調(diào)控”給我們敲響了警鐘。

它表明，即使是出于善意的環(huán)保措施，也可能在無意中觸發(fā)干預(yù)氣候系統(tǒng)的“副作用”。更重要的是，它展示了氣候系統(tǒng)的復(fù)雜性和不可預(yù)測(cè)性，任何看似局地的行為，最終都可能引發(fā)全球連鎖反應(yīng)。

越是宏大的干預(yù)，越需要縝密的推演與共識(shí)機(jī)制。如果我們依然認(rèn)為地球是一臺(tái)可以被精密操控的機(jī)器，那至少，我們應(yīng)該先把它的運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制研究明白。

圖片來源：五分鐘聊碳

遙控地球？

在關(guān)于應(yīng)對(duì)氣候變化的眾多方法中，很少有哪個(gè)詞能像“地球工程”這樣既令人著迷，又令人惶恐。一方面，它代表著人類可能掌控自然、逆轉(zhuǎn)升溫的宏大野心；另一方面，它也像一把懸在全球頭頂?shù)碾p刃劍，每一次人為干預(yù)，都可能帶來難以預(yù)料的連鎖效應(yīng)。
國(guó)際權(quán)威機(jī)構(gòu)對(duì)此早有共識(shí)。IPCC在報(bào)告中明確指出：“所有太陽(yáng)輻射管理技術(shù)目前均處于試驗(yàn)與模擬階段，尚未形成治理框架。”《麻省理工科技評(píng)論》也表示：“地球工程就像給行星做手術(shù)，但我們還沒拿到行星的體檢報(bào)告。”

今天的地球，像是一位發(fā)燒中的病人——額頭滾燙、臉色泛紅。人類醫(yī)生聚在床邊商量對(duì)策，有的主張靠“吃藥”（減排），有的則提議“冰敷”（遮陽(yáng)）。問題是，這塊“冰”敷在哪里、敷多久、又應(yīng)該由誰來敷呢？

太陽(yáng)輻射調(diào)控就像一面鏡子，映照出人類在氣候變化面前的焦慮、分歧和希望。地球工程或許提供了某種“高端冰敷療法”，但在氣候治理這場(chǎng)“會(huì)診”中，我們最應(yīng)該立刻著手去做的，始終是繼續(xù)推進(jìn)藥物治療——也就是實(shí)實(shí)在在地減少溫室氣體排放。冰敷只是緩解，它不應(yīng)成為延誤減排的借口，更不能淪為掩蓋風(fēng)險(xiǎn)的止痛貼。

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