摘要：新的研究表明，由于宝石的反射特性，每年将 550 万吨（500 万公吨）钻石尘埃射入平流层可以使地球冷却 1.8 华氏度（1 摄氏度）。据美国宇航局称，这种程度的冷却将大大有助于限制始于 19 世纪下半叶的全球变暖，现在约为 2.45 华氏度（1.36 摄氏度
这种被称为平流层气溶胶注入的地球工程计划并不便宜，但科学家们表示，它可以为我们赢得一些时间，直到我们实现净零碳。
向大气中注入反光颗粒可以抵消气候变化造成的部分变暖，但不确定性是巨大的。 （图片来源：AleksandarGeorgiev/Getty Images）
科学家们说，向大气中撒洒钻石粉尘可以抵消自工业革命以来人类造成的几乎所有变暖，并为气候变化“争取一些时间”。
新的研究表明，由于宝石的反射特性，每年将 550 万吨（500 万公吨）钻石尘埃射入平流层可以使地球冷却 1.8 华氏度（1 摄氏度）。据美国宇航局称，这种程度的冷却将大大有助于限制始于 19 世纪下半叶的全球变暖，现在约为 2.45 华氏度（1.36 摄氏度）。
这项研究为地球工程领域的一个领域做出了贡献，该领域正在寻找通过减少从太阳到达地球的能量来应对气候变化的方法。
“这是一个非常有争议的话题，”该研究的合著者、苏黎世联邦理工学院 （ETH Zurich） 实验大气物理学研究员 Sandro Vattioni 。“有很多科学家想禁止对这个话题进行研究——甚至是研究。”
为了减轻太阳的变暖效应，研究人员长期以来一直建议使用微小的颗粒或气溶胶，将太阳光线反射回太空。研究人员说，将这些气溶胶注入平流层——位于地球表面上方 7.5 至 31 英里（12 至 50 公里）的地球大气层——意味着它们将在大气层中停留至少一年，然后落回地球。
平流层气溶胶喷射 （SAI） 的灵感来自有时在大型火山喷发后发生的冷却。火山喷出巨大的二氧化硫云。这种气体在平流层中转化为硫酸，然后冷凝形成细小的硫酸盐气溶胶，将阳光反射回太空——阻止它到达地球并使地球变暖。
Vattioni 说，以前的研究已经探索了将二氧化硫泵入平流层以应对气候变化的合理性，但需要考虑几个不良的副作用。硫酸气溶胶吸收了大量的太阳和陆地热量，这意味着它们可能会引发平流层变暖，从而影响在其内部循环的风。他说，任何扰动都可能波及到对流层——平流层以下和地球表面以上的大气层——导致全球降水模式和环流中断。
这就是钻石可以派上用场的地方，Vattioni 说。
在 10 月发表的一项建模研究中，他和同事发现，钻石颗粒既不会引起平流层变暖，也不会造成任何其他明显的干扰。这是因为金刚石粉末具有极强的反射性并且不会聚集在一起，这就是为什么其他一些材料吸收热量而不是将其送回太空的原因。
Vattioni（瓦蒂奥尼）说，这项新研究没有估计生产用于地球工程的钻石的成本，但合成钻石可能比开采的钻石便宜。（图片来源：Jim Lambert/Alamy）
瓦蒂奥尼说，几百架高空飞机需要绕地球飞行，不断发射粒子才能达到冷却所需的数量，但这些考虑超出了研究的范围。
“我们只看钻石，没有考虑成本或如何开采这些颗粒，”他说。“但显然，这些问题也是需要考虑的问题，以确定做这样的事情是否可行。”
在周一（12 月 16 日）发表在《环境研究：气候》杂志上的一项新研究中，研究人员证实，至少从理论上讲，钻石是平流层注入的最佳材料。
该团队使用地球系统模型将金刚石颗粒与铝和方解石颗粒的冷却效率进行了比较，该模型模拟了干预措施的全面气候响应。他们发现，将地球冷却 1.8 F（每年 550 万吨）所需的钻石尘量大约是实现相同冷却效果所需的其他材料量的三分之一。
商用飞机和实验飞机，例如 NASA 的平流层红外天文台（如上图）可以在平流层运行。（图片来源：Angel Di Bilio/Alamy）
但这些不同材料的成本和能源需求仍不清楚。Vattioni 说，2020 年的一项研究估计，从 2035 年到 2100 年，含二氧化硫的 SAI 每年将花费 180 亿美元，而铝和方解石的成本可能处于同一水平。钻石的费用会高得多，2020 年的研究计算出 65 年的总成本为 175 万亿美元。
“在这方面，方解石颗粒可能是更好的选择，”Vattioni 说，并补充说方解石是石灰石的主要成分，因此很容易在世界各地大量找到。
SAI 存在巨大的不确定性，科学家们远未实现它。一些专家根本不反对进行这种类型的研究，因为它可能会产生不可预见的后果，而且他们说这会从其他气候研究中抽走资金。
但是，“不做这项研究也会忽视一种至少可以帮助减轻一些风险的潜在技术，”瓦蒂奥尼说。
SAI 和其他地球工程战略不是气候变化的解决方案，但它们“可以为我们赢得一些时间，”Vattioni 说。
“我们确实面临着通过一些不可逆转的气候临界点和生态临界点的危险，而 SAI 可能有助于避免通过这些临界点，直到我们达到净零目标，”他说。
来源：科学学学学