[2011.02.17] 气候变化的黑与白

2011-2-23 18:13| 发布者: Somers| 查看: 6495| 评论: 13|原作者: re.jet

摘要: 气候变化

080 Science and technology - Pollution and global warming.mp3

气候变化的黑与白

空气污染使得气候变暖还伤人健康，总要干点什么才算合宜。可要是污染让地球凉爽起来，你又怎么想？

污染和全球变暖
Feb 17th 2011 | from PRINT EDITION
Tweet

理想化的石化燃料的电厂除了发电和产生二氧化碳，也就别无可提之处了。更别说那些个烧碳的设备，从柴油发动机到烧粪的壁炉窑灶，同样也排放各种气体和各种黏稠性的废弃物。这些通常给当地带来环境问题，伤人庄稼，损人肺脏，短人寿命。而有些糊糊，尤其是烟煤或者“黑碳”，还会使得地球变暖。(不那么理想的——还没来得及说的那些个烧碳的设备，从柴油发动机到烧粪的壁炉窑灶，同样也排放各种气体和各种糊糊样的废弃物。这些通常都会引起局部环境问题，伤人庄稼，损人肺脏，短人寿命。而有些糊糊，尤其是烟煤或者“黑碳”，还会使得地球变暖。)

下周，出席内罗毕（Nairobi ）的联合国环境计划署（UNEP）理事会大会的各国的部长们将会接受其提交一份如何对付空气污染以改善全球气候的新报告（报告本身延续到数月之后）。报告主旨在于，针对改变大气吸收的总能量的两种短周期气候“作用力”的因子的行动给出一个强力的案例，如二氧化碳这样明显仅仅停留在一定程度上的因子改变的是大气层吸收能量的总量。而另外的一个“黑碳”，再有的一个臭氧层，则对于阻挡地球上植物要存活和人类要呼吸的大气平流层中的紫外线作用至关重要。但是，大气层中这些个“黑碳”和臭氧却受到了危害。

据参加联合国环境计划署（UNEP）的报告，各种补救性的措施以其对两种污染物在接下来的长达20年里的效果上算作是“及时且多重”的有效抵制而出名。比起不这么干的话，这些效益包括到预期的2050年，气温将少降低0.2°C 至 0.7°C ，以及随着空气质量的改善而拯救70万到460万人的生命。对“黑碳”采取的措施，主要采用更为高效燃烧的途径，对于臭氧层最主要的是削减甲烷的排放从而促进大气层生成出臭氧层的办法。针对“黑碳”的措施比起臭氧层控制拯救了更多的生命，但就气候而言，则更难以评估。

打扫空气

联合国环境计划署（UNEP）对“黑碳”的兴趣可以追溯到十年前的一次空中飞行。加州（La Jolla）拉霍亚（La Jolla）的Veerabhadran Ramanathan和首位创立“核冬天”理论的荷兰气候科学家Paul Crutzen，想要找出气溶胶（微小到足以悬浮于大气中的粒子）对气候的作用。他们的运动，集结了约150名科学家和一大堆的研究用飞行器和卫星，发现迄今为止仍超过预料的面积的穿越数千公里的，由热火、柴油废气还有其他各种东西生成的“亚洲棕云”。

2001年，Ramanathan博士带着当时的联合国环境计划署（UNEP）行政主管Klaus Töpfer，在一次沿着喜马拉雅山山脚的一次飞行中看见棕色的云团覆盖着山区，就像是脏水氤氲着澡盆的的边缘。从那时起，联合国环境计划署（UNEP）就对这一问题兴趣盎然。现在，根据其现任行政主管Achim Steiner介绍，短期生成气候改变这一科学研究已然足够成熟，这一问题在顶级的政策议程中都占有一席之地。

这种成熟的一个特征就是随着短生力量（ short-lived forcings ）的作用范围得到确认，它们已经关涉到更多的人了。而对于“黑碳”来说，这些短生力量（ short-lived forcings ）就更为真实了。在铸造出“亚洲棕云”之后很短的时间，Ramanathan博士意识到如果较为稀薄的云团出现在非洲或者其它地方，情况也会较为相似。这种现象，经过改造后，表示为“大气棕云（atmospheric brown cloud）”（“大气棕云”也缓和了一些政治敏感性），缩写成ABC，已为研究人员所采用。

整个这个里面兴趣的增加另外一个原因，比起科学来，是更相干于政治的。在让某些国家表达出削减二氧化碳排放和其它长存的温室气体上的意愿上的联合国气候变化会议上谈判仅仅取得了有限的成果。即使这些削减让键到从口头意愿转变成实际行动，他们同样还是过于微小，不能让这个世界有更多的机会维持气温上升在2度之下的水平。而这，也就是目前预计的水平，在一定程度上这多少有点武断，因为气候从来不是按着这种规矩变化的。对“黑碳”和臭氧层这样的短生力量（ short-lived forcings ）的处置，能够有助于在几个时代的时间长度里保持气候在这一界线正确的一侧。这对于为了长期安全而削减二氧化碳排放的关系不大，但是它兴许可以为造就出那么一个几十年的慈恩（见图）。

并且对这些短生力量（ short-lived forcings ）采取措施比起追踪二氧化碳较为容易。因为二氧化碳是石化燃料的一个必然副产品，所以控制二氧化碳是个一等一的经济事务。而由于其已经持续了相当长的一个时期，又均混于这个星球，对于排放的行为，说起来，美国和中国就相对相衡。这就容易导致走向死胡同的某种负担分担的谈判。相对来说，在进行削减上，短生力量（ short-lived forcings ）就有较为廉价的比较性：对于“黑碳”的可靠而又真实的措施包括撤换旧的机车，过滤废气，让人民有更清洁的燃料，在更好的壁炉里燃烧，阻止对农作物废物的普遍的燃烧，和让窑灶和烘烤炉变得现代化起来。换取来的包括呼吸更清新，寿命更长这样的好处也就主要的为那些进行削减的国家所累积。

像“大气棕云（ABC，atmospheric brown cloud”）这样的事物的某些效用就倾向于比较地区化。有些国家需要在不同的许多途径下协同工作——包括地区性协议，双边协助和最佳实践方法比较。联合国环境计划署（UNEP）已经在在约十数处的地区污染协议以秘书处提供便利和职能。更多的场所和仪器的投入使用应该将会帮助气候外交跨出无止境的“谁应该做得更多”的争论。来自加州大学圣地亚哥（San Diego）的David Victor致力于能源和环境政策，他争辩到，，从“黑碳”这样的项目上相对较快的合作上预见的积极结果，是可以真正增加信任水平，并在对二氧化碳的谈判中的饱有志向——这是件好事。

世事迷惘

学科是成熟了，但是“黑碳”和其它气溶胶在改变气候中扮演的角色仍然各个不同，既不确定，也就值得怀疑。作为监管和可持续发展所（Institute for Governance and Sustainable Development）主席和联合国环境计划署（UNEP）谘议员的Durwood Zaelke说到，对于政策制定者们来说，再常规的事情也能够使他们感到惊恐。但Durwood Zaelke相信新报告在作出让人信服的行动方案的同时，也将不确定性表达清楚了。

气候作用力，出于相互间进行比较的原因，都表达成瓦特每平方米（Watt/m2）的形式：瓦特数越大，温度就越高。这一作用力取决于在过去的数个世纪里人类望向大气中增加的二氧化碳，达到了1.7瓦特每平方米（Watt/m2）。其它的温室气体也额外的再增加一些瓦特数。基于观察到的从0.4到1.2瓦特每平方米（Watt/m2）范围的这一数据，Ramanathan博士将“黑碳”的这一数值标定为约0.9瓦特每平方米（Watt/m2）。多个气候模型家们则倾向于在靠近这一范围的底部进行取值；而这就意味着要不是种种模型都低估了已经被排放的黑碳的总量，就是Ramanathan给出的数值过高。

经由多重因素，“黑碳”的这一效应可能被放大，也有可能被减弱。“黑碳”并不是被单独排放，而是与其它事物一起排放——包括像各种硫化物和氮化物的无机分子。这些都可以形成较为淡色的粒子，从而反射而不是吸收太阳的光能。这些较为淡色的气溶胶，在某种程度上说来也就是较为淡色的粒子，可以为水的凝结提供位点，从而保证反射太阳光的云朵的形成。这就是为什么棕色云团中的“黑碳”起温室气体的作用，但是整个云团的净效应却是让云层下的地球的温度降低的原因之一。

这样一层污染物使得大气层升温（因为其“黑碳”成分）和地球表面降温，这就大大超出了净升温和净降温的效用了。假设地表降温而其上的空气升温，那么地表的空气要向上升腾就变得不那么容易；而对流减少导致的将会是趋向于减少的云层生成和降雨。对许多目的来说，这种变化都比地表温度（变化）更为事关重大。这种稳定的大气的较下层的地方无雨而寒冷，大气较上层的地方较为温暖的一个极端的版本就是“核冬天”的早期模型那样的让人恐慌的情形。

所以这一切措施都意味着没有人能够准确的说出针对“黑碳”采取的行动究竟能够在多大程度上避免气温的上升。伊利诺伊州立大学的Tami Bond说到，要不是这些云团，许多专家还会对削减“黑碳”的步骤之上的降温心存期盼，虽然这些步骤同样也削减无机化合物和其它引起降温的气溶胶。但是考虑到对云团的形成和消散的作用（一个掺和了“黑碳”的云团并不会存延很长时间），在估计其最终作用的时候（出现）错误的潜在性是很大的。Bond博士是有志于对观察做出评估和将“黑碳”模型化，并量化其不确定性的，一项飞快将得以发布的尝试一位领衔作者。

联合国环境计划署（UNEP）的报告考虑到所有的云团效益和其他连带效应，将全球平均气温下降的可能因对“黑碳”的控制措施而标定到0.3瓦特每平方米（Watt/m2），。但是美国航空航天局（NASA）致力于气溶胶研究的Drew Shindell，也即联合国环境计划署（UNEP）这一报告的主席（主笔？），警告说这一可能效用的范围的波动从其2倍到根本为零。甚至，还存在外部变化推断出“黑碳”削减行动可能导致轻微的气候变暖。尽管对于整个中间的一系列行动的，臭氧层（保护）行动的案例可以为净降温提供证据。

这正是为什么Zaelke先生说，重视地区性和本地性的效应同样重要。Ramanathan博士已经收集到了已经减少了在过去的10年里印度季风带来的降水，比起全球性的平均变化大得多的地区性效应的亚洲棕色云团的系列证据。其它研究人员则认为，污染的出现在单个的季风季节也存在某种效应，改变了降水类型。

印度上空的正在生成的棕色云团。

“黑碳”在冰冻地区有着特别危害的效用。但它降落于雪上，他会使得吸收的太阳光大幅增加。“黑碳”喷发于整个印度这个澡盆的边沿，这代表着对亚洲高地冰川的威胁。对珠穆朗玛峰（Mount Everest）冰核的研究显示自19745年到2000年，“黑碳”增加了3倍。北极洲比起其他地方升温更快，也比各种模型倾向预测的更快。来自的美洲、亚洲的“黑碳”，还有占主导地位的欧洲的，似乎是其中的一个原因。北极理事会（Arctic Council），将8个北极洲领土和生来就有的人民的代表聚集一起，组织起一个未来将致力于短生力量（ short-lived forcings ）研究的团队。5月，当北极理事会（Arctic Council）在格陵兰的努克（Nuuk）召开会议的时候，其外交部可能会宣布某种针对“黑碳”的行动。

双重效应

如果北极比起预期变暖得更快，世界其它部分可能就会变暖得较慢了。这其中的一个为科学家们广泛接受但却仅为少数政策制定者们赞同的原因，是由燃煤发电站和使用其他一些工业用石化燃料而排放的硫酸盐。硫酸盐对形成气溶胶形态具有良好的反应，同样就能够让天然的云团变得更白更持久，也就提供了更多的降温效应。

破冰船还是造冰机？

对于这些作用究竟有多强的不确定性是为什么难以用20世纪的气候趋势来于预测21世纪的一个令人非常泄气的原因：无人知晓在硫酸盐和其他气溶胶的降温作用的遮掩下，温室气体在过去的数个时代里到底使得气候变暖了多少。有些科学家就说，全球变暖遮掩得最为严重的是20世纪70年代到90年代，大致上，那个时期欧洲和北美对烟囱排放的硫化物的脱硫变得严格。一年比一年变暖的情形在2000年左右的时候得以减缓，——那时候中国烧煤发电，而其排放的硫酸盐也就急骤飙升，扭转了之前数个时代的全球气温变冷的趋势。如其相合，绝非偶然。但是Shindell和他的同事Gregory Faluvegi提示在中国的一家代表性的火力电厂将需要花上30年的时间来生产足够的二氧化碳以抵消其（排放的）硫化物的初始降温作用。

这听起来像是个免费的解决方案——除了你必须呼吸中国空气。污染是导致每年成千上万人的于成年期前死亡的主要原因。中国政府与此同时统治着并对某种公众压力敏感：他有着削减污染的计划，也在工厂安装了比美国数目更众的脱硫设备——尽管不清楚到底有多少在实施使用（使用会降低工厂的效率）。在一个更加富有的中国，针对硫酸盐更大作为是不可避免的，而相当于2008年的污染牛奶危机的某种空气污染可能将使其更为急剧的发生。到那一时刻，近期的石化燃料排放引起的升温效用就无所遮掩了。

大海大洋上也发生着这类似的情况。在数个时代的船舰不断增加硫酸盐的排放之后，国际海事组织（International Maritime Organisation）掉头扭转了调节燃料硫酸盐成分的趋势。独立科学家的分析揭示这将拯救沿海地区数以万计的生物，但是可能增加约0.3瓦特每平方米（Watt/m2）的变暖——这算是个显著的数量了。整个来说，将大气中的硫酸盐去除掉的行为，从健康的基调上看是有理的，可以轻易地让世界变暖更多，可以多到抵消掉黑碳降下来的那部分温度。

那么，如此棘手难题该如何解决呢？监管者多是将之视而不见；减少像硫酸盐这样的污染物在世界范围内数十年来已经有了面向清洁空气目的的立法，而现在弄出一条下坡路来走根本就于事无补。就算某人能够比较出积极行动或者置之不理所带来的生命损失的数目，一种康德（Kantian）神经质似的对意义和结局的追寻大概也会阻挡人们因那些结论而有所作为。目前看来，这个问题算是无声的悄然漂过了。

有一个凸显出来声音，就是最起先与Ramanathan合作研究棕色云团的Crutzen博士的声音。时不时的火山喷发产生的硫酸盐气溶胶比起在由工业污染造成的位于较为底层的气溶胶在大气中持续更为长久的时间——有着长达数年，而不是数天或者数周的生存期。更长的生存期就意味着每克所降低的温度，大气中的硫酸盐比起底层的那些要多到约25：1倍。也就是，假如你逐渐的消停了所有向底层大气的工业排放却将丁点的硫酸盐注入到大气层中，就像Crutzen博士在5年发表的一篇论文中指出的，你可能在获得巨大的健康益处的同时也保持住了今天的气温下降水平。

从技术、环境、政治和道义上对“地理工程”的赞成和反对一直以来就被广泛讨论。这一观点从第一个警示人类行为对大气臭氧层的损害Crutzen博士的事实中获取了很大的可信度。这一工作使其获得了诺贝尔奖，但他并不对增加的硫酸盐将会显著的增加这一损害过多担心。专注于这2个关键观点中间的一个，些许针对Crutzen博士的论点的讨论得以建立：地理工程也许能解决污染的问题——控制措施会拯救人类但也会使地球变暖。

其它的关键性的基础都让人绝望。尽管年复一年的气候变暖，Crutzen博士看到的是：针对二氧化碳排放削减的行为根本是无从谈起；似乎都是些“别的什么人应该来作的别的什么事情”。一项相似的分析构成了朝向短生力量（ short-lived forcings ）的一步一伐的行动的基础。不过，这些更光鲜的途径固然是更加的吸引人，而不是让人心生恐惧。实际上，地理工程和对短生力量（ short-lived forcings ）的行动已经具有许多共有特征。但是两者都可能在针对控制二氧化碳的排放的努力中消耗掉紧迫性；两者都引发相当大的不确定性；两者都能够通过区区数国的努力而得以发生；两者都为对气候负责的人类天性带来光明。多数人都将气候变化看作是燃烧石化燃料而导致的灾害的副作用。使用工程方法故意将将硫酸盐放带入平流层，可以说这么做是蓄意行为。但要是知道硫酸盐可能会让地球变暖，减少船舰的它的排放的水平又算什么呢？这样做是蓄意行为还是无心之失呢？

事非凑巧，有这么一家非政府组织——美国空气任务力量（America’s Clean Air Task Force）正在积极抵抗空气污染，如今正在强烈呼吁针对地理工程的利弊进行更多的研究。加拿大滑铁卢（Waterloo）全球监管创新中心（Centre for International Governance Innovation）的Jason Blackstock指出，“黑碳”，硫化物和地理工程这些都为管理气候政策的机构所忽视。他正在寻找一种将这些议题在更广阔的语境下，整合到一起，关于气候国民应该如何抉择的方式。如果人类的对气候的发生作用的行为一开始就是理所当然的有意为之，那么一开始就应该其如其分的深思熟虑。

from PRINT EDITION | Science and Technology

本文由译者 re.jet 提供 点击此处阅读双语版