全球已经感受到气候变化的影响——平均气温创历史最高纪录，海平面正在加速上升，极端天气事件变得越来越普遍和严重。
这些变化正在取代社区，帮助疾病传播，威胁粮食和水供应，等等。然而，世界仍然没有足够快地减少我们的温室气体排放，以防止问题在未来进一步恶化。
通过反射一些太阳的能量，我们可以迅速抵消气候变暖。
形势如此严峻，以至于美国政府已指示科学技术政策办公室（OSTP）与相关科学机构成立一个工作组，以制定一项研究太阳能地球工程的五年研究计划。
太阳地球工程，也称为“太阳辐射管理”，将故意操纵到达地球或被困在大气层中的太阳辐射量。通过反射一些太阳的能量，我们可以迅速抵消气候变暖，冷却地球，或者帮助极地海冰重新冻结。
以下是美国可能研究的一些最受欢迎、最具争议的太阳能地球工程提案，以及一些人认为我们甚至不应该考虑这些提案的原因。
平流层气溶胶注入
想法：平流层气溶胶注入（SAI）是最早也是最流行的太阳地球工程思想之一，它要求释放反射材料的微小颗粒，例如二氧化硫进入平流层，平流层是地球表面上方4至31英里的大气层。
理论上，这些粒子一旦就位，就会通过减少到达低层大气和地球表面的阳光量来冷却地球。最高审计机关的一项建议将只针对极地上空的大气层，试图重新冻结极地海冰，减缓海平面上升，同时尽量减少对地球其他地区气候的影响。
SAI是向OSTP申请研究计划时明确提及的唯一地质工程技术。这也是研究最多的地质工程技术，也可以说是最有可能实现预期效果的技术，因为我们在火山爆发后看到了它的自然形态。
挑战：如果碳排放量继续增加，SAI的模拟表明，我们需要每年向大气中排放多达5000万公吨的颗粒物，以阻止全球平均气温上升。
这一过程将花费多少成本，我们将如何分配这些粒子——包括高空飞机和系留气球——是五年研究计划的重要问题。
还需要对SAI的潜在副作用进行更多研究。例如，美国国家海洋和大气管理局（NOAA）的一项模拟表明，这可能会影响降水趋势，而减少的阳光可能会影响作物生长。冰冻极地的有限努力仍可能影响极地天气系统，影响其他地方的气候和风暴。
另一个关键问题是，如果我们停止这个过程，会发生什么。
1991年皮纳图博火山爆发一周后二氧化硫排放（红色）的图解
海洋云增亮
想法：与SAI一样，海洋云增亮（MCB）的目标是反射阳光以冷却地球，但我们不会将粒子泵入平流层，而是通过从船上向空气中喷洒海水雾，使海洋上空低垂的云变亮。
理论上，水中的盐颗粒会收集水蒸气，从而增加云层的反射率和寿命。这种效应的一个现有例子是“船迹”——当水蒸气附着在船的排气颗粒上时，在船的路线上方形成明亮的云。
挑战：MCB可能是一种更有针对性的地球工程形式——例如，我们可能能够增加特定珊瑚礁上空的云层亮度，以尽量减少白化现象——但我们是否能够使云层变亮，从而为地球降温，很难预测。
关于如何让这些云彩更明亮的细节也需要研究。
有复杂的微观物理在起作用，如果你的粒子太大或太小，太多或太少，你可能会得到很少或没有云变亮，或者甚至更少的反射云。
美国航天局卫星捕捉到明亮的“航迹”。
卷云变薄
想法是：卷云是在地球表面上方3.7至8英里处形成的薄云。与低空海洋云团不同，低空海洋云将太阳辐射反射到地球之外，这些云团将热量困在大气中。
卷云变薄（CCT）背后的想法是使用飞机或无人机在卷云中播下类似尘埃的粒子。从理论上讲，这可以使它们变薄，让更多的热量散逸，缩短云的寿命。
挑战：CCT是一个较新的地球工程提案，关于这一主题的研究有好有坏——一些人得出结论认为，播下卷云实际上可以使卷云更厚，更适合吸热。
即使CCT可以让更多的热量逸出，它也可能造成不必要的副作用，比如干扰降水模式。研究人员需要研究这些潜在的影响，并探索泵送充满粒子的卷云的可行性和成本。
一个吸热卷云的例子。
天基遮阳板
想法是：一种更为激进的太阳能地球工程技术是在太空中安装一个“遮阳伞”，以充当地球的巨大阳伞。关于这个遮阳伞应该由什么材料制成的想法从数万亿的小型航天器到巴西大小的硅气泡阵列。
如果防护罩能阻挡2%的阳光，我们就有可能将地球恢复到工业化前的气候，而且因为它不需要我们破坏大气层，支持者声称对气候产生不必要的副作用的风险较小。
挑战：即使是一个小的有效载荷进入太空也很昂贵，建造一个足以阻挡2%阳光的遮阳板的成本也很容易达到数万亿美元。
这个解决方案也不会是永久性的——仅仅几年内，防护罩的轨道就会衰变，使其脱离地球和太阳之间的理想位置，需要不断调整才能维持。
虽然它可能比大气提案风险更小，但它也有一些与SAI相同的缺点，比如阳光更少，我们不知道其他副作用可能是什么。
麻省理工学院的研究人员建议使用一排“太空气泡”来反射远离地球的太阳辐射。
大局
这些并不是唯一的太阳能地球工程提案-还有其他一些探索较少的想法，可以让地球的结构、海洋甚至植被更具反射性-但除了SAI之外，我们不知道OSTP领导的团队还将探索哪些其他技术。
即使美国科学家确定太阳能地球工程在科学上可行且具有成本效益，但这并不意味着美国会立即投入其中——因为大多数努力都会影响到整个世界，仍有地缘政治问题需要解决。
一些科学家认为，我们甚至不应该考虑地球工程，因为这些对话可能会减少国家或行业遏制温室气体排放的压力-本质上，通过引入B计划，我们可以让a计划显得不那么重要。
但考虑到我们气候状况的严重性，我们需要研究我们能想到的每一个B计划，以防我们无法实现排放目标，我们对气候变化的最坏预测也会实现。
如果美国最优秀的科学头脑认为地球工程会使情况变得更糟，我们就知道不要冒险。但是，如果他们发现，这些想法中的一个可以为我们带来宝贵的几年或几十年，让我们专注于减少排放，那么它可以挽救数百万甚至数十亿人的生命。
