用“人造雪”，拯救北极冰盖

夏天，人们偏爱浅色衣服，因为深色总比浅色更能吸热。同理，地球也靠覆盖极地的“浅色衣服”——皑皑冰雪来反射阳光，减少地表对太阳热量的吸收。

随着全球快速变暖，极地冰层的消失速度大大超过了预期。早在2012年9月，北极海冰的覆盖面积就已下降到自1979年有卫星记录以来的最低点。海冰面积仅340万平方公里，比40年前少了一大半。

相信去年“北极圈夏天最高温达30℃”的新闻很多人仍有印象。气象学家已发出警告：没有冰层的“北冰洋之夏”或许比现有气候模型估计的时间提前10年。

科学家一直在千方百计减缓这个致命进程。他们通过地球工学，特别是“太阳辐照管理”，以各种人工手段，将阳光尽量反射回太空。最近颇受关注的一个方案是：用极微小的玻璃珠覆盖北极的关键部分，以形成反射阳光并隔离冰盖的保护层。这场“人造雪”能起多大作用？

地球工学，把阳光返还太空

北极冰盖正以前所未有的速度融化：格陵兰岛冰的消融速度是40年前的6倍，今年8月，仅5天时间，就损失了600亿吨的冰盖。有数据显示，自1979年开始有卫星记录以来，目前的海冰面积为历史第二低。最糟糕的一年是2012年，当时冰层缩小到260万平方公里以下。

随着冰层的减少和水域的增加，整个地球的大气层上空将吸收更多的热量，而反射量则相应减少。当阳光达到最大入射角时，海洋将吸收入射阳光的93%。与此相对照的是，白雪覆盖的冰层能够反射超过90%的日光能量。

除了对海洋洋流循环会造成难以估计的影响之外，缺少冰层的覆盖会使得北冰洋温度升高，从而导致整个大陆冻土层的融化，进而释放在冻土中积累了上千年的大量甲烷。以20年的时间尺度来计算，甲烷对全球变暖起到的作用，是二氧化碳的75倍！

北极起着一个重要的地球温度调节器的作用，这毋庸置疑。因此，科学家都在想方设法减缓北极冰盖的融化。这也将人们的关注引向地球工学，特别是“太阳辐照管理”方向，也就是通过各种方式，将阳光尽量反射回太空。

这种方法的支持者们认为，地球工学是人类最后可以仰仗的方法了。

动力与灵感，来自一部纪录片

这些由沙子制成的小玻璃球，肉眼看来完全想象不到它们是“球”——体积实在太小了，似乎比沙滩上的沙还细腻，像雪。推进这个方案的非营利性组织Ice911认为，它可以在减缓气候变化方面发挥关键作用。

该组织的领头人是拥有50多项专利的女工程师莱斯利·菲尔德，她在这个领域已经进行了数年的研究和实验。但菲尔德将她的发明称为气候解决方案，而不是地球工程学。

菲尔德表示，自己的最初动力，来自2006年她第一次看到纪录片《难以忽视的真相》，片中提到，全球均温的提高，有1/5的“贡献”来自于北极地区反射率的下降。

最后制造出来的这些微粒，主要由二氧化硅制成，这种材料在自然界中含量很高，因此可以视为对人类和动物基本无害。微粒被洒到冰面和水上后，它们的化学成分将确保其不会吸附到油基污染物。

在阿拉斯加北部地区，Ice911在北极圈环境中对这个解决方案的性能进行了多次测试，最近一次是2018年4月。他们首先通过类似于摇盐器的大型设备来传播这种材料，然后测试了一辆拖车后面的农用撒种机，把这些“人造雪”撒到这一带的冰冻湖面上。部分来自2018年5月的报告表明，这些“人造雪”确实增加了冰的反射率和厚度。

花费巨大，但无所作为的代价更高

菲尔德还与气候模型专家合作，尝试预测更大规模的海冰会发生什么变化。去年发表在同行评审论文上的结果表明：这个手段是有效的。菲尔德认为，“通过减缓融化速度，我们可以随着时间的推移恢复北极冰层。”

通过Ice911的小规模实验和数据分析，预计这些微粒如果广泛投入使用，可以有效恢复冰盖的反射率，使北极北部大部分地区的温度降低1.5℃。但实际上，实现这个愿景非常具有挑战性。北冰洋的面积约为1500万平方公里，将这种材料应用到所有的冰层上是不可能的。

得先选几个关键地区来实验。菲尔德找到了比如弗拉姆海峡，格陵兰岛和斯瓦尔巴特群岛之间的通道，也是融冰的“热点”地区，这里的升温速度接近全球平均水平的4倍。

即使这“面积有限”的地区，也足有10多万平方公里，因此仍是一项艰巨的任务。菲尔德认为，可以用原油运输船运送这些微粒，然后把它们吹到冰面上，让盛行风进一步将它们推向更广阔的区域。

这要花多少钱？每年50亿美元。菲尔德指出，这个项目的成本远低于气候影响的成本，可以帮助减轻飓风、野火和其他可能造成数万亿美元损失的灾难。“只看数字的话，是太庞大了。但是无所作为的代价要高得多。”

其他方案，人造云与海水中的气泡雾

鉴于是由“地球上几乎随处可见的”材料制成，菲尔德强调，他们提倡的这个方法，与将化学物质注入大气的努力之间存在明显差别。

将化学物质注入大气的努力，也属于地球工学的一种，方法是将硫酸盐气溶胶投放到平流层。由纳米颗粒组成的气溶胶，可以通过“光致迁移”（由阳光造成的悬浮在气体中的颗粒的迁徙现象），最终在极地富集，从而降低极地的太阳辐照。

科学家考虑过的方式当然不止这些，还有一种方法是增强海上层云的亮度。通过在陆地或舰船上建立数百个特殊的塔台，用它们细小的海水雾喷射到云层中，增加云层厚度，降低太阳辐照。据估计，200-300个这样的喷雾塔台组成的装置，有望将每平方米的太阳辐照减少一瓦。

听起来微不足道，但放在覆盖半个地球这样的尺度上来看，还是相当惊人的。这个方法还有个好处是：如果效果不理想，可以很快停止。停止喷雾后，4天之内，效应就会完全消失。

可是，假如效果真的不理想，那数以千万计的特制喷雾塔台怎么办？也都是巨额成本啊……并且，已经有研究显示，增加云层反射率也有很大的缺点，比如在纳米比亚进行喷雾，会减少亚马逊盆地的降雨。

还有人提出，增加海面的反射率。其中一个计划是在水面下生成一层由微米直径的小气泡组成的雾面，以此增强海面本身的亮度，从而减缓冰层融化。

每个计划都异常艰巨和庞大，这是条漫漫长路，但至少我们已尝试出发。（Joe）

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