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地球工程(1)何謂地球工程?

2017年10月,好萊塢科幻電影大作《氣象戰Geostorm》轟動上映。劇情描述在未來,地球的氣候異常已經失控,人類不得不用人為的方式來改變地球氣候,以衛星科技結合大氣理論,建造了覆蓋全球的天候控制衛星系統「荷蘭男孩」,然而卻在某天,因未知的原因系統開始失常,導致了世界範圍的毀滅性災害。在電影中,人類成功透過衛星系統,控制了大氣的溫度、濕度、壓力等狀態,藉此控制「天氣」。雖然電影中這些科學技術屬於科幻的比例居多,但在現實生活中,的確有一群科學家,致力於研究人為影響地球氣候的工程辦法,希望能夠緩解全球暖化、控制地球氣候,而這種工程技術便被稱為「地球工程」(geoengineering)。
 
 

何謂地球工程?

 

「地球工程」(geoengineering)一詞最早出現在1977年,Marchetti的研究报告中,該研究報告中提出了將二氧化碳注入海洋中以減緩溫室效應的工程方法。至此,地球工程一詞被認為是代表:人為改變地球環境、氣候的工程設想。直至2009年,英國皇家學會(The Royal Society)明確定義了「地球工程」為「為了應對地球氣候變化極其影響,對地球的環境以及氣候進行人為干涉而採取的大規模工程技術和方法」,並提出了九種可能的地球工程方案,包括:碳捕獲法、強化風蝕法、造林法、平流層噴霧法、太空反射鏡法、造雲反射法、生物碳法、海洋施肥法及地表反射法。

 地球工程的方法可以大規模改變氣候,扭轉全球暖化的趨勢。
▲ 地球工程的方法可以大規模改變氣候,扭轉全球暖化的趨勢。

 

地球工程方法

 

地球工程發展至今,科學家們所提出的地球工程設想多達四十幾種,但是具有可行性的可能只有其中6~8種。而這些方法大都圍繞在兩大工程目的主題,首先是減少太陽輻射抵達地表的量,亦被稱為太陽輻射管理(Solar Radiation Management, SRM)。所謂的太陽輻射管理,便是從地球熱能的來源,太陽,下手,從根源減少由來自太陽的輻射熱,如此一來地球的溫度自然就會下降。再者則是降低地球大氣中所含的二氧化碳量,被稱為二氧化碳脫除(Carbon Dioxide Removal, CDR),將二氧化碳從大氣層中移除,以此來減緩因為二氧化碳濃度上升所產生的溫室效應,讓抵達地球表面的熱能不被過多的溫室氣體留在大氣層之中。想幫發燒的地球降降溫,我們就必須得把握這兩種「斷源」、「增流」方法,以減少地球表面的熱量。而所謂斷源,便是透過太陽輻射管理,減少能夠到達地球的輻射量;增流則是透過減少大氣中的溫室氣體,減少被留在大氣中的熱能,使輻射能夠順利從地表反射至外太空。

 

還記得小時候看電影《明天過後 The Day After Tomorrow》,電影的最後,極端氣候所產生的颶風席捲北半球,白雪覆蓋了大地,從太空站俯視地球,沒了霧霾、空汙,大地一片雪亮,地球再度進入了冰河時期。或許這就是一種必然的循環,像一列環島的火車,周而復始的開過必經的驛站,然而卻被幾百年前一場名為文明的大火,加速了進程。失速的列車之上,人類希望透過自己的力量再度逆轉乾坤,究竟是對是錯,無人知曉。

 

(本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫」執行團隊撰稿)

審校:沈建豪

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