平流层气溶胶注入

最常被讨论的减缓气候变化的地球工程选择是向平流层注入气溶胶(固体或液体颗粒),以模拟火山喷发的冷却效果。raybet雷竞技最新迄今为止,那些对地球工程感兴趣的人所做的大部分努力都用于了解有目的地注入硫酸盐气溶胶是否是一种可行的控制策略地球表面温度.这个想法最初是由Budyko[32],最近在诺贝尔奖得主保罗·克鲁岑的一篇社论中重新焕发了活力。Crutzen[16]指出,对流层颗粒的浓度将随着公共卫生措施而下降,这一事实已得到最近硫排放趋势的支持[33]。由于人为颗粒物污染具有整体冷却效应[1],颗粒物浓度降低而温室气体浓度继续增加将使能量平衡转向加速变暖。为了抵消这种影响和温室气体减排进展不佳的影响,Crutzen[16]主张认真考虑和进一步研究平流层硫酸盐气溶胶注入。

硫酸盐气雾剂一直是研究最充分和最受欢迎的选择平流层气溶胶注射建议,由于其易于生产(事实上,煤炭和石油电力行业投资于烟气脱硫以摆脱它),并且能够观察自然火山事件,这证明了大规模硫酸盐气溶胶注射的结果。还提出了其他类型的气溶胶,包括尘埃[22],烟灰[34],以及优化散射太阳辐射[17]的新型气溶胶的开发。由于硫酸盐选择已经进行了更彻底的分析,与其他气溶胶类型相比,下面的讨论将仅限于硫酸盐注射。

缓解战略:向平流层注入硫酸盐气溶胶,每年或每两年持续注入,以维持气候强迫。raybet雷竞技最新

可行性:以过去的火山爆发事件为指导,据估计,每年注入5.3 Tg硫将达到减少1.8%的目标入射辐射并补偿二氧化碳浓度翻倍的温度效应。Rasch et al.[35]计算出,如果对粒度进行优化,每年所需的硫可能更少(1.5-3 Tg)。使用[22]开发的成本指标,并将实施时间延长至50年,该选项的部署估计为2-7万亿美元(1992年美元)。据估计,所需的硫量可能是可以达到的,5.3 Tg硫相当于2000年全球非故意硫排放量的不到5%。已经提出了几种将硫酸盐气溶胶投放到平流层的机制,包括通过飞机、地面火炮或气球传播。硫酸盐气溶胶的最佳生成和扩散机理是需要研究和开发的领域。

共同利益和不良后果:向平流层添加气溶胶的唯一已知的共同利益是美学——日出和日落可能会非常丰富多彩,就像火山爆发后经常观察到的那样。人们关注的一个主要领域是平流层臭氧层的命运,它阻挡了对生物有害的紫外线辐射。后皮勒在平流层中注入数十兆克硫酸盐气溶胶,南极洲上空的臭氧空洞在地理范围上扩大了25%。Tilmes等人最近的一项模拟研究也表明,向平流层添加硫酸盐气溶胶可能会导致臭氧的损失,预测这种地球工程方案可能会将臭氧空洞的恢复推迟30-70年。与颗粒大小成反比的关系也被发现,与较小颗粒相关的较高的表面积通过异相化学反应增强了臭氧的损失。虽然较小的气溶胶可以节省成本,但它们似乎也增加了平流层的风险臭氧层的破坏

大气科学界广泛研究了与空气污染相关的气溶胶和平流层硫酸盐气溶胶对人类raybet雷竞技最新健康、生态系统和气候的影响,并讨论了对流层云增强策略。已知后果包括PAR降低、水循环改变导致区域降水变化,以及潜在的人类健康影响。现有的关于这些影响的知识可以帮助我们评估大气中硫酸盐气溶胶负荷增加对环境的影响。然而,对于人造气溶胶,我们正处于未知的领域。在全球范围内传播新型气溶胶[17]的建议在任何级别的实施之前都需要仔细评估。就像我们从制造中得到的教训一样含氯氟烃化合物(cfc),对流层中的惰性化合物在平流层中可能会发生反应,并造成长期的全球影响。

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