地球工程學

地球工程學(geoengineering)，也稱為氣候工程學、氣候調整或者氣候干預，主要指主動的大規模的改造或操縱行星環境，以應對或者抵消大氣化學成分變化帶來的影響。在2007年的國際間氣候變化會議的結論中，提到地球工程學的方法，就是利用海洋肥沃化以去除大氣中的CO2，但這種方法的大規模實現可行性仍未被證明，地球工程學的成本估算也沒有正式發佈。

奧巴馬的首席科學顧問約翰·霍爾頓也認為，在考慮氣候變化應對方法時，不應該把地球工程排除在外。他在接受美聯社採訪時表示，氣候變化的形勢緊急，我們已經沒有時間來挑剔應對方法了。

研究表明，只要將太陽光遮擋掉1.8%，就能抵消大氣層中雙倍的温室氣體所產生的變暖效應。2008年11月，來自美國各地的一批研究人員聚集在斯坦福大學，參加了一個探究如何減少太陽能量輸入大氣層的研討會。建議中最簡單的方法，就是模擬火山的冷卻效應，對高層大氣注射二氧化硫。硫磺價格低廉，釋放的手段也很簡便，可以通過氣球釋放或經過垂直的管道抽運而達到同温層。二氧化硫會形成硫酸鹽顆粒，直徑約為0.1微米，大得足以阻止入射的陽光，但又小得足以讓紅外線波長，即來自地球的熱輻射重新散逸到太空中去。當然，這種噴射方法也不是毫無風險的，我們在地球大氣層內所作的任何干預，都可能帶來無法預測的副作用。

第二種建議是在太空佈置一面反射鏡，把部分太陽光集中反射到某個局部區域，就能改變局部區域的氣候狀況。事實上，1993年2月4日，俄羅斯科學家在“進步”號宇宙飛船上，曾成功地進行了代號為“旗幟”的人造月亮試驗，首次將太陽光反射到地球背陽的一面，為研製太空反射鏡提供了技術基礎。

美國加利福尼亞州斯坦福大學的研究人員，提出了第三種設想，即為整個地球建築一個“太空遮陽傘（Space Based Sunshade）”。這一設想目前仍存在許多爭議，但近來的研究表明：通過使抵達地球表面的陽光發生折射，來中和温室效應所產生的熱量，還是很有希望實現的。

反對採用地球工程方案來應對全球變變暖的人認為，採用地球工程的方法，絲毫無助於減少大氣層中的二氧化碳，仍會產生海洋酸化之類的後續效應。另外，問題的關鍵還在於地球工程方案的成本和可行性。

如果我們突然面臨着一場氣候災難，那麼，二氧化硫的顆粒法是廉價的，其工程原理也十分簡單，幾年內就可以付諸實施，部署起來也很省力。

“太空遮陽傘”雖然很清潔、便於控制、可望將副作用降低到最低限度，是一個很有吸引力的方案，但其成本太高，不大可能在近期付諸實施。

採用地球工程方案還有一種風險，那就是全球氣候可能會被地球工程學所左右。最近，美國卡內基研究所的一份研究報告指出：如果地球生物圈適應了陽光稀少的環境和當前的二氧化碳排放量，那麼，“太空遮陽傘”一旦失靈，就可能帶來迅速而嚴重的後果，包括全球變暖的速度會比當前加快20倍。

我國幅員遼闊，地形多樣，並且人口眾多，既有1.3億人口生活在沿海，又有7.5億人口生活在農村，因此我國既是全球變暖特徵最顯著，又是受全球變暖影響最大的國家之一。

我國科學家預計，未來20年～100年，我國氣温還將繼續升高，預計到2020年，我國年平均氣温將可能變暖0.5攝氏度～0.7攝氏度。近50年來，我國沿海的海平面也不斷上升，年均上升2.5毫米，略高於全球平均水平。發生極端天氣氣候事件的頻率和強度也明顯增高。

隨着我國航天技術的發展，航天技術在應對全球變暖的行動中，已經發揮了重要的作用。目前中國有5顆在軌運行的氣象衞星，中國已成為全球對地觀測系統的重要成員，其氣象衞星數據和產品已實現全球共享。中國正在研發觀測温室氣體和主要化學反應氣體的衞星有效載荷，即將形成全球性、長期、定量和三維綜合立體觀測能力。

我國航天事業的發展，取決於需求牽引和技術推動，當然也要受到經費的制約。應對全球變暖對航天的發展提出了新的需求，不僅要求進一步研究全球變暖的原因，監測温室氣體的排放量和分佈，也提出了研究“太空遮陽傘”等地球工程的要求。由於在太空接收太陽能的能量要明顯大於地面，太空太陽能電站的建設也必將提上日程。裝配和維修這些天基設施，載人航天也大有用武之地。為此，我們有必要對此開展概念研究工作。所有這一切，都要求我國的航天技術必須進行自主創新。由此可見，全球變暖不僅給我國航天技術的發展，提出了挑戰，也提供了新的機遇。