2015年開始，被藍(lán)色海洋環(huán)繞的南非第二大城市開普敦連續(xù)幾個冬季遭受了百年不遇的干旱。按照預(yù)估，開普敦需要在2018年4月12日關(guān)閉供水系統(tǒng)、限制居民用水，這一時間節(jié)點當(dāng)時被叫作“零日”，人們也把這次事件稱作“零日”危機(jī)。雖然通過削減市政用水，同時緊急調(diào)配農(nóng)業(yè)用水，開普敦這次“零日”危機(jī)得以避免。但相關(guān)專家認(rèn)為，當(dāng)?shù)氐母珊惮F(xiàn)象與地球氣候變化息息相關(guān)，要徹底消滅“零日”危機(jī)，還需要從整個地球的氣候系統(tǒng)入手。

 

“干旱、洪澇災(zāi)害，是地球系統(tǒng)氣候變化的表現(xiàn)形式之一，在地球氣候變化歷史上都是存在的。”浙江大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院副教授高超超在接受記者采訪時表示，過去100多年，人類活動加劇了溫室效應(yīng)，全球變暖現(xiàn)象愈演愈烈，地球表面的蒸發(fā)量增加，整個地球系統(tǒng)原有的水循環(huán)被改變，目前大氣系統(tǒng)里的水熱資源更豐富，但這些水可能會集中在某段時間降落在某個區(qū)域。相應(yīng)的，其他地區(qū)或該地區(qū)的其他時段降水會大幅減少，干旱發(fā)生的頻率和強度也就隨之上升。

 

為了抗擊氣候變化影響，科學(xué)家們開展了相應(yīng)的地球工程研究。太陽輻射管理就是地球工程之一。據(jù)了解，太陽輻射管理的想法是受到了火山爆發(fā)后冷卻效應(yīng)的啟發(fā)。

 

1991年菲律賓皮納圖博火山爆發(fā)，向大氣中釋放了大量二氧化硫和硫化氫氣體，形成硫酸鹽氣溶膠。這些氣溶膠在一定程度上反射了太陽的短波輻射，減少了大氣中的熱量，給地表帶來了降溫效應(yīng)，數(shù)據(jù)顯示，1992至1993年間地球溫度下降了約0.4℃。由此，有科學(xué)家開始建議用配有特殊裝置的飛機(jī)在平流層噴灑氣溶膠，來復(fù)制這種火山效應(yīng)。

 

高超超告訴記者，2006年前后，兩位美國科學(xué)家開展過一項地球工程項目研究，提出在距離地面大約20公里的平流層處高度部署材料，有望將人類活動增加的輻射熱量減少一半。此次開普敦大學(xué)科學(xué)家發(fā)布的研究成果，是在考察過這個工程后，認(rèn)為可以利用該工程項目模型，將一種特定類型的粒子釋放到大氣中阻擋陽光，一旦成功的話，有望將“零日”危機(jī)發(fā)生的幾率降低90%。

 

為什么反射粒子一定要噴射到平流層中呢？高超超告訴記者，哈佛大學(xué)的科研團(tuán)隊曾對此做了專門研究。他們發(fā)現(xiàn)，如果粒子噴射到距離地面更近的對流層，它可能很快會隨天氣過程比如降水降落到地面，起不到長期反射太陽輻射的作用。而平流層相對干燥，空氣不易產(chǎn)生對流，且大氣運動多是水平方向，有利于反射粒子穩(wěn)定發(fā)揮作用。大氣中平流層再往上的部分是中間層，這里的空氣對流運動強盛，如果將反射粒子發(fā)射到這個區(qū)域，粒子很有可能隨著氣體流動進(jìn)行無規(guī)律擴(kuò)散，并且發(fā)射到這里的成本也會相對較高。