摘要：哥伦比亚大学研究团队发出严厉警告：试图通过向平流层注入反射粒子来人工冷却地球的技术，可能比气候变化本身带来更大的灾难。这项发表在《科学报告》上的最新研究揭示，平流层气溶胶注入技术在现实应用中面临的复杂性、不确定性和潜在风险，远超过此前数百个理论模型的预测范围。

信息来源：https://www.sciencedaily.com/releases/2025/10/251021083631.htm

哥伦比亚大学研究团队发出严厉警告：试图通过向平流层注入反射粒子来人工冷却地球的技术，可能比气候变化本身带来更大的灾难。这项发表在《科学报告》上的最新研究揭示，平流层气溶胶注入技术在现实应用中面临的复杂性、不确定性和潜在风险，远超过此前数百个理论模型的预测范围。

平流层气溶胶注入技术曾被视为科幻概念，如今却成为气候科学界认真研究的对象。该技术旨在通过模仿火山喷发的冷却效应，向高层大气释放反射阳光的粒子来对抗全球变暖。1991年皮纳图博火山喷发曾使全球气温下降近1摄氏度，为这一理论提供了现实依据。然而，哥伦比亚大学气候学院和工程学院的研究人员通过深入分析发现，理想化的气候模型与残酷的现实之间存在巨大鸿沟。

哥伦比亚大学大气化学家V. Faye McNeill教授指出："即使气候模型中SAI的模拟很复杂，它们也必然会被理想化。研究人员对尺寸完美的颗粒进行建模，在模拟中准确地将所需数量放在理想位置。但当你开始考虑我们实际面临的情况时，会发现这些预测中存在大量不确定性。"这种理想与现实的差距意味着，任何实施太阳地球工程的尝试都可能产生比预期更加广泛和不可预测的后果。

地理位置决定全球命运

试图通过散射阳光来冷却地球听起来可能很简单，但科学家警告说，这可能会导致全球混乱。平流层气溶胶注入可能会扰乱天气系统，给经济带来压力，并造成的问题多于解决的问题。图片来源：Shutterstock

研究发现，平流层气溶胶注入的效果高度依赖于实施的具体细节，包括颗粒释放的高度、纬度、时间以及注入大气的物质总量。在所有这些变量中，纬度位置的影响最为显著，甚至可能决定全球气候系统的命运。

如果在两极附近集中实施SAI，可能会严重扰乱热带季风系统，影响数十亿人依赖的降水模式。相反，如果在赤道附近进行大规模气溶胶释放，则可能改变急流路径，干扰全球大气环流系统。这种"蝴蝶效应"式的连锁反应表明，即使是出于善意的气候干预也可能在全球范围内造成意想不到的灾难性后果。

McNeill强调："这不仅仅是将五太克硫释放到大气中的问题，关键在于何时何地进行。"这些发现表明，如果要实施SAI，必须以高度集中和协调的方式进行。然而，考虑到当前复杂的地缘政治现实和国际关系紧张局势，实现这种全球协调几乎是不可能的任务。

皮纳图博火山喷发的历史教训进一步证实了这些担忧。虽然该火山喷发确实带来了全球降温效果，但同时也扰乱了印度季风系统，导致整个南亚地区降雨量减少，并造成了显著的臭氧层破坏。这些副作用提醒我们，人工释放硫酸盐可能导致类似的环境问题，包括酸雨、土壤污染和大气化学平衡的破坏。

材料选择的两难困境

为了避免硫酸盐带来的环境风险，科学家们提出了多种替代材料，包括碳酸钙、α氧化铝、金红石和锐钛矿二氧化钛、立方氧化锆，甚至钻石等矿物质。然而，哥伦比亚大学团队的经济分析揭示了这些替代方案面临的严峻现实。

研究主要作者、哥伦比亚大学气溶胶科学家Miranda Heck指出："科学家们讨论气溶胶候选材料时，很少考虑实际限制如何影响每年大量注射气溶胶的能力。许多提出的材料都不是特别丰富。"这种资源稀缺性不仅限制了技术的可行性，还可能引发新的地缘政治冲突和经济动荡。

钻石虽然在光学性能上表现优异，但其稀缺性和昂贵成本使其完全不具备实用性。立方氧化锆和金红石二氧化钛在理论上可能满足需求，但研究团队的经济模型显示，随着需求激增，生产成本将急剧飙升，可能引发全球供应链危机。

仅有碳酸钙和α氧化铝具有足够的储量来支持大规模应用，但这两种材料在实际部署过程中都面临严重的技术挑战。最关键的问题是颗粒聚集现象：为了有效散射阳光，颗粒必须保持小于一微米的极小尺寸，但矿物替代品往往会聚集形成更大的团块，这些较大的聚集体不仅散射效率低下，在大气中的行为也变得不可预测。

Heck解释道："你得到的不是拥有完美光学特性的材料，而是性能更差的东西。与硫酸盐相比，我们不一定能看到之前讨论过的那种气候效益。"这种技术性能的不确定性进一步增加了SAI实施的风险。

不可控制的全球实验

哥伦比亚商学院气候经济学家Gernot Wagner教授将SAI描述为一个充满风险权衡的策略。他警告说，考虑到SAI在现实中的复杂性，"这不会像99%的研究论文所模拟的方式发生"。这种理论与实践之间的巨大差距意味着，任何大规模实施SAI的尝试本质上都是一次不可控制的全球实验。

研究团队强调，围绕SAI的众多未知因素——从部署后勤到材料性能，从地缘政治协调到环境副作用——使得这项技术比此前认为的更加不确定和危险。当政策制定者和科学家讨论太阳地球工程的未来时，必须明确承认这些挑战的存在。

更令人担忧的是，一旦开始实施SAI，停止该项目可能会导致"终止问题"——被人工抑制的变暖效应可能会在短时间内急剧释放，造成比原始气候变化更加严重的后果。这种"不归路"特性使得SAI成为一个极其危险的选择。

此外，不同国家和地区对SAI的不同态度可能引发新的国际冲突。一些国家可能从某种SAI配置中受益，而其他国家可能遭受损失，这种不平等的影响分布可能成为未来地缘政治紧张的根源。

当前的研究结果表明，虽然SAI在理论上似乎是应对全球变暖的一种有吸引力的快速解决方案，但在现实中实施可能比看起来更加危险和不可预测。研究团队建议，与其冒险进行可能带来灾难性后果的地球工程实验，全球社会应该将注意力和资源集中在减少温室气体排放和开发可持续能源技术上。

这项研究为正在进行的气候政策辩论提供了重要警示：在面对气候变化这一全球挑战时，看似简单的技术修复方案可能隐藏着比问题本身更大的风险。人类需要的不是危险的地球工程实验，而是负责任的、基于科学的长期解决方案。

来源：人工智能学家