1994年2月18日至23日，5300位科学家参加了在旧金山举行的美国科学进步协会年会。会上谈论的内容广泛——从宇宙论到烹饪。下面就本次年会上对气候变化及其对策的讨论情况汇总如下。

一

在年会的各个会议室里走来走去，你会感到几乎没有哪个科学家会放弃说话的机会。然而，有一个科学讨论会的组织者发现一些可能有话要说的人却谢绝了邀请。另一方面，听众却很热切地要求参加，以致讨论会的会场不得不换到更大的地方，尽管这样，会场还是被挤满了，谢绝发言者的审慎和听众的渴望，二者是相联系的，而后者正是前者的原因。

这个讨论会的议题是地球工程：有意识地改变气候，以抵销人们无心中造成的、不合意的变化。这项工程的对象是全球性的大气变暖现象——气象学家认为这是地球大气层中二氧化碳含量不断增长的结果。针对这一温室效应的反措施是减少由于燃烧矿物燃料而释放到空气中的二氧化碳的量。但是，也还有替代的办法，而这是有些科学家不愿讨论的。他们担心，改造气候的前景会减少人们防止污染的努力。

未来的地球工程学家有许多可以应用的手段——从多少出乎人们意料的手段直至天外的手段。二氧化碳能够直接从发电站打进海洋深处——那是空气中的废气本来最终要去的地方；人们能够培植新的森林，吸收空气中的二氧化碳；或者在海洋中培植能起光合作用的浮游生物，二氧化碳的作用也可以被抵销掉；人们可以在空间设置反射镜或者在大气层高处散布尘埃，挡住一些阳光，温室中的废气仍将捕捉热量，但从第一手位置进入温室的热量将会较少一点。

这类计划中有一些显然是花费太大了。通过发电站的管道抽出二氧化碳，打进海洋深处，要费很大财力，它将使电力的价钱增长1倍，使发电机的效率降低30%。另外一些设想，可能要便宜点。其中之一是在海洋里用铁“施肥”。这是已故的约翰 · 马丁提出的，他注意到世界上一部分海洋中含有除铁以外的多种营养物，而这部分海洋中却很少生命。

假如这些地方的水中难以存在生命是由于缺铁的缘故，那么增加一点铁就会产生巨大的效果。浮游生物将会成倍增长，吃掉水中的营养物质，同时也吸收掉二氧化碳。当这些浮游生物死亡并沉到海底时，它将会改变气候条件。浮游生物只需要很少量的铁——一个铁原子对一万个碳原子，所以用不着花费多少金属，少量的油柜里装满铁屑，就可以在环绕大西洋的所有各海里“施肥”，只要能保证铁屑均衡地分布。

这个设想最近已经作过试验，杜克大学的理查德 · 巴伯（R. Barber）向年会报告了试验结果。研究人员在太平洋近赤道的一片区域撤下铁屑，发现这里微小的浮游生物的繁殖量果然增加了。至少，生活在较浅层水域里的浮游生物很快有了感知，并且享用了地球工程提供给它们的美餐。在“海底坟墓”里，并没有结集多少额外的碳。但是有许多铁屑结集成块并且下沉了，仅仅3天以后就沉到浮游生物难以抵达的地方。巴伯博士和他的同事们觉得这一切在科学上都是很迷人的，但是他们想，从事地球工程的人们也许会对此感到失望。

那些不依赖生物的异常行为的工程措施，看起来较为简单一些，其结果也更可预期。可以通过战舰上的枪支直接对空射击，在同温层设置一层薄薄的尘埃，这相对来说较为容易，费用也节省。有证据表明，这样做可以有效地为地球遮蔽阳光。1991年匹那杜博火山的爆发，曾经把2000万吨左右的废料喷射到同温层，它笼罩着地球，现在刚停止下来。计算机模型已经预示，火山尘埃的作用将会使地球表面的温度降低。

美国国家科学院1992年的一份报告提出，每隔几年，用枪支将相当于匹那杜博火山爆发的细粒尘埃射入同温层，可以形成一个护罩，把射至地球的阳光反射掉大约1%，稍为减少每平方米承受的热量。这样一个护罩需要经常补充，但它是可能做到的，因为在必要时移动它也是容易的。它远不至于使天空看起来昏暗，还会有若干艺术价值，使黄昏看起来更加美丽多彩。要是不喜欢枪支射击这种办法的话，也可以通过类似的办法达到同样的效果，比如在客机的排气中放进某些附加物。

也可能有副作用。在这个领域里，每一事物都是按照准确的指令而铺陈着。虽然从生物学来说，没有办法在同温层复合出什么东西，但是，化学和物理学已经足以使事物复杂化，给正在起步的工程师们增添麻烦。加利福尼亚大学的拉尔夫 · 西塞龙（R. Cicerone）在讨论另一种思路的地球工程时作了许多论证。他和他的同事们正在想办法修补南极上空的臭氧层的空洞。这空洞是由用作冷冻剂和气雾器推进剂的含氯氟烃释放出来的氯气侵吞而形成的。在冬末把丙烷倾入南极同温层看来是可行的。计算机模型显示，氯气将在和丙烷发生化学反应中耗尽，只留下臭氧层。

西塞龙博士和他的同事们设想派遣一队飞机到南极上空，喷洒取暖用的燃料，在透露出这项建议以前，他们用更详尽的模型作了计算，考虑到更多的化学反应。试验表明，氯气有多种多样的途径逃脱丙烷的捕捉，回到原来的循环中。同温层是复杂的，任何人想把几百万吨的尘埃放入同温层中时，都要记住这一点。

原则上说，任何副作用都是可能避免的。只要让工程在一个离地球足够安全的距离内进行。在地面与太阳之间设置一个巨大的悬镜，可以减少抵达地球的阳光总量。铝箔能做好这件事，而且也许用不着把它上举以摆脱巨大的地心引力。从月球或邻近的小行星上采矿，可以提供原料，就地进行涂抹。标价是昂贵的，也许要几万亿美元，但花费它来替换矿物燃料将是值得的。

通过在空间设置一个“太阳屏幕”，即使它对地球环境的作用仅限于减少每平方米阳光给出的几瓦热量（它是否确能使每平方米降低几瓦热量也还是个问题）。斯坦福大学的期蒂芬 · 施奈德（S. Schneider）指出，屏幕反射的能量也许刚刚同温室反应废气捕捉的能量持平。从一个地区来说，事物不会刚好那么平衡。

从同温层将日光反射到太空，将会对环球产生完全均等的效应；同温层是很平坦的。然而温室效应的增温作用并不是那么均衡分布的。大气层越往下，变化越多，随地面情况和气候状况而定。陆地比海洋升温来得快，而海水清晰地分出层次的那部分海洋，比海水存在环流的那部分升温来得快。天空晴朗的地方，比多云的地方易受温室效应的影响。所以，一个同温层屏障的统一的降温作用，不会使人们回到工业化以前的伊甸乐园。平均气温将会降低，但它不会限制地区气候的变化。一些地方可能会比今天要冷些，地区气候的模式将会通过不可预见的途径被打乱。

从同温层反射热量，并不排斥在较低的大气层里捕捉热量。但是，关于地球工程的讨论，真实地反映了多年来有关全球变暖的争论。这可能是它使一些人感到烦神的原因，致使他们不想参加这一讨论。对全球变暖的怀疑论者，往往是热心于地球工程的人。那些生活在对灾难和毁灭的恐惧中的人，看来甚至不愿意筹思一些积极的办法去避免它们。

他们争论说，两个谬误不会形成一个正确。这是要使人们相信，改变环境本身就是错误的，它比带来一些损害错误还要大。这不是一个荒唐可笑的观点，但也不是每个生活在地球上的人应该指望特有的观点。地球工程，不像全球降温的措施，它不需要世界范围的共同一致。停止二氧化碳的散发，必须是一项多边的进程，但地球工程可以是单方面的。单个的超级大国使整个天空变暗，也许是不道德的或不明智的，但这是可能的。

归根到底，有关地球工程的争论，同其他有关气候的争论表现出相同的特性：它是被不确定性支配着。美国科学进步协会的所有发言者指出，任何地球工程项目的效果都是不可预计的，模型的使用充满着不确定性，同样的模型放在温室里，这种不确定性对预报的影响往往就较轻。这种不确定性并不动摇地球工程的基本原则，但它影响到对进一步研究的支持。如果二氧化碳的散发尚未被制止，那么，了解对全球变暖可能采取的对策的利害得失将是至关重要的，即使它们还远非完善。预防药物从多方面来说都是比激进的外科手术或化学疗法更可取的。即使它失败了，也是朝其他可选择的办法前进了一步。

[The Economist，1994年2月26日]