2022年4月,创业公司Make Sunsets向平流层发射了气球,释放二氧化硫,使大气更具反射性。这项技术和其他太阳能地球工程技术旨在将太阳辐射反射到太空,以部分抵消气候变化。"日落制造"的实验直到麻省理工科技评论去年12月发表了一篇关于它们的文章(见go.nature.com/3xvcb).

Make Sunsets的发布是出于商业目的:目的是吸引人们对这项技术的关注,为未来的气球飞行出售“冷却积分”。二氧化硫的排放量在环境上可以忽略不计。但这一宣传噱头说明了为什么这是太阳地球工程科学的危险时刻。

太阳能地球工程是一个可怕而又诱人的前景。比如在平流层中产生硫酸气溶胶或向海洋云喷射海水看起来相对便宜,见效快,简单。计算机模拟研究发现,反射阳光可大大降低由温室气体引起的区域温度和降水变化(美国Tilmeset al。地球系统。力学。11, 579 - 601;2020).但我们几乎没有证据表明这将如何影响天气、农业、人类健康或其他生物。

作为一名研究太阳地球工程的区域影响和政策影响的气候科学家,我发现这些事实令人不安。如果我们开始地球工程而不是减少排放,大气中二氧化碳的其他影响——尤其是海洋酸化——仍然会发生。如果没有适当的治理,精英利益集团可能会控制这项技术的使用,并忽视对弱势群体的影响。

许多气候科学家认为太阳能地球工程研究具有不可接受的风险,但我不同意:回避这项研究比研究它更有风险。

这是一个气候科学家仍然可以在决策中发挥根本作用的领域:巨大的不确定性仍然存在,目前没有像化石燃料公司投资阻止减排那样,在地球工程上投入大量的经济利益。但是太阳能地球工程研究至少需要在三个方面做出改变。

首先,需要进行实地测试。目前的研究过于理想化,几乎完全基于计算机建模。当理论遇到物理现实时,太阳地球工程的问题更有可能出现。海洋铁施肥的故事很有启发性。在20世纪90年代和21世纪初,有13项实地实验测试了向海洋表面营养贫乏的地区添加铁的结果。研究人员证实,他们可以刺激浮游植物大量繁殖,吸收大气中的二氧化碳,但发现大部分碳并没有储存在深海中,而是被重新释放出来。太阳地球工程的类似问题最好是在研究过程中出现,而不是宣传噱头或拯救宝贵生态系统的最后一招。

其次,我们必须使研究领域多样化,以避免偏见。例如,平均而言,女性比男性更厌恶风险,因此男性主导的领域会有过度乐观的框架。来自强大的、资源丰富的国家的研究人员可能比来自贫穷国家的研究人员对全球决策中的机构更乐观。

没有多样性,研究就不会被全球所有利益相关者视为合法。如果你是一名在欧洲或北美从事太阳能地球工程研究的科学家,在那里大部分的研究已经完成,你应该努力在地理上和人口上扩大参与该领域。

最后,基于模型的研究应该反映地缘政治现实。当前的模式倾向于假设全球合作,而这在现实世界中很难实现。相反,模型应该反映出,如果没有治理,计划将不协调和区域性。

一些研究模拟了区域方法——我的小组的一项研究发现,扭转北非的干旱会导致东非的干旱(k·里奇et al。地球物理学。卷。48e2021GL093129;2021).需要更多的研究,不同的研究小组应该以自己的方式解决区域的可能性。出现的模式可以为政策提供信息。

这种做法引起了决策者的共鸣,比如我去年夏天会见的一群拉丁美洲和加勒比地区的外交官和公务员。反过来,这些相互作用有助于产生突出的研究问题。

从事太阳能地球工程研究的科学家应该欢迎(实际上是需求)治理。2021年美国国家科学院委员会的报告(见go.nature.com/3ykj7),我帮助撰写了如何管理这类科学。美国地球物理联合会正在开始建立太阳地球工程研究的自我管理协议,但正如其他人指出的那样,对太阳地球工程的科学管理不应该由美国领导.治理应该是国际性的,由联合国推动。

有时,当我提出这些论点时,同事们会误解我说太阳能地球工程是个好主意。我们没有足够的科学证据来说明它是或不是。但不作为不会改变人们阻挡阳光的动机,也不会削弱一厢情愿的想法:只有公开积累的证据才会。