在2021年，地球达到暗淡里程碑：浓度碳在大气中的二氧化碳（CO2）击中其在工业化前倍值的150％，根据英国气象局的。为了防止气候变化的最坏影响，世界需要到 2050 年将二氧化碳的净排放量减少到零。
但即使我们实现了这个目标，也不会突然阻止气温上升，因为二氧化碳减少对全球气温的影响需要时间才能看到；全球变暖的负面影响将持续数十年。但是我们还能做些什么来更快地降低温度？
哈佛大学的一个研究小组认为，通过调整地球高层大气的组成，有可能暂时降低全球气温。研究人员希望在今年夏天在他们所谓的平流层控制扰动实验 (SCoPEx) 中测试其中的一些技术——以及他们理论的可行性。尽管这项工作已被搁置，但该团队仍希望实验能在不远的将来继续进行。
地球热量的最终来源是太阳，它以恒定的红外线辐射流沐浴地球的白天。其中大约 30% 被大气层反射回太空，而其余部分在白天使地球变暖，并在晚上辐射回太空。在工业化前时代盛行的微妙平衡中，传入的热量正好被空间损失的热量抵消，确保全球平均温度保持不变。
今天的问题是二氧化碳排放通过吸收一些应该辐射回太空的热量来破坏这种平衡，并将其困在大气中。大气中的二氧化碳越多，温度上升得越多。从长远来看，人类必须减少大气中二氧化碳的含量，以防止气候变化的最坏影响。但其他过程可以导致全球气温短期下降。
例如，火山喷发将尘埃粒子云吹向大气的上层平流层，形成一个保护罩，防止部分太阳热量到达地球表面。例如，1991 年菲律宾皮纳图博火山的喷发导致北半球的平均气温在接下来的 15 个月内下降了约 1 华氏度（半摄氏度以上）。SCoPEx 团队希望通过将粒子注入高层大气以降低温度，从而避免此类火山喷发。
基本思想——称为平流层气溶胶注入，或 SAI——很简单。一架高空飞行的飞机或氦气球会在 12.4 英里（20 公里）或更高的高度——远高于飞机通常飞行的高度——将成批称为气溶胶的微观粒子散布到平流层中。气溶胶将保持悬浮在空气中，太小而无法像地面上的云一样可见，但又不透明，足以将一小部分太阳能量反射回太空。
在模拟中，SAI 似乎是一个可行的概念。A2018政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 的报告发现，一支高空飞行的飞机机队可以沉积足够的气溶胶，以抵消当前的全球变暖水平。但是气溶胶必须每隔几年补充一次，而且这种方法只能解决气候变化的一种症状，而不是解决其根本原因，即温室效应。充其量，这是一种权宜之计，在各国同时降低二氧化碳水平的同时应对气温上升。
到目前为止，对 SAI 的研究一直是理论性的，并辅以有限数量的来自火山爆发的真实世界数据。SCoPEx 希望在严格控制的条件下进行真实世界的测量，从而更好地校准计算机模型。“如果我们要向决策者提供有关这是否可行的有用信息，我们需要对我们的模型进行验证，”该项目的首席研究员、哈佛大学化学与化学生物学系的 Frank Keutsch告诉波士顿环球报。
火山主要喷出硫基化合物。但这些化合物不仅使大气降温，而且还会破坏地球的保护性臭氧层，保护我们免受有害紫外线辐射。所以SCoPEx团队聚焦在危害较小的气雾剂，钙碳酸盐-白垩灰尘，换言之-这研究人员希望将产生不损害臭氧层所需冷却效果。
提议的实验
该团队希望部署一个与标准气象气球类似的大型无人氦气球，不同之处在于它会配备螺旋桨，以便地面团队以受控方式操纵它。在瑞典航天公司的协助下，科学家们计划在瑞典基律纳附近发射气球。
在暂定于明年进行的首次飞行中，气球不会向平流层释放任何东西。相反，它将上升到 12.4 英里的高度，团队将在那里测试机动系统并检查所有科学仪器和通信功能是否正常。
如果试运行成功，第二次飞行将在相同高度控制释放 2.2 至 4.4 磅（1 至 2 公斤）的碳酸钙。在释放过程中，气球将沿直线稳定移动，因此气溶胶颗粒将形成约 0.6 英里（1 公里）长的狭窄羽流。根据 SCoPEx 网站的说法，气球随后将通过羽流返回，观察粒子如何随时间分散以及它们反射阳光的程度。
与 SCoPEx 试飞对于我们理解 SAI 一样重要，重要的是要正确看待该项目。“我们的目标不是改变气候，甚至不是看看你是否可以反射任何阳光，”该项目的科学家之一、哈佛大学应用物理学教授大卫基思此前告诉 HowStuffWorks。“我们的目标只是改进我们对平流层中气溶胶形成方式的模型。”
基思说，在大规模气溶胶释放之前，至少还需要十年的研究。他说，释放“可能涉及每年向平流层注入约 150 万吨 [140 万公吨]”。“大约有一百架飞机需要将有效载荷连续飞行到大约 12 英里 [20 公里] 的高度。”
争议
然而，SAI 仍然极具争议。一个担忧是，人类首先通过将温室气体排放到大气中而造成了气候危机，那么人们如何确定将气溶胶泵入大气会使情况变得更好呢？尽管计算机建模表明 SAI 是安全的，但仍有可能产生不可预见的副作用。它有可能扰乱天气模式，通过减少作物接收的阳光量来损害作物，并且——如果使用硫化物气溶胶——破坏臭氧层。
事实上，一些科学家对遵循 SAI 路线持谨慎态度。
“我们可能真的试图控制整个气候是一个非常可怕的想法，”康奈尔大学机械和航空航天工程高级研究助理兼高级讲师、加州理工学院计算和数学科学研究教授道格拉斯·麦克马丁（Douglas MacMartin）说。技术，告诉史密森尼杂志。而IPCC在2018年讨论的是什么面板被称为太阳辐射改性（SRM），得出的结论是“合并不确定性，包括技术成熟度，物理理解，可能产生的影响和治理的挑战，制约实施SRM的能力在不远的将来。”
由于这些担忧，SCoPEx 团队推迟了他们的氦气球的处女航，“直到可以进行更彻底的社会参与过程以解决与瑞典太阳能地球工程研究相关的问题。”
但基思认为，真正的危险在于一些特立独行的组织在没有 SCoPEX 想要获得的那种科学数据的情况下实施 SAI。对 SAI 研究的第二大反对意见是，已经不愿意减少二氧化碳排放量的政府和公司将锁定 SAI，以证明这种减少是不必要的。
这种情况可能会抵消 SAI 的任何潜在好处。即使 SCoPEx 任务成功并且 SAI 得到全面实施，它也只会补充而不是替代二氧化碳的减少。哈佛大学太阳能地球工程研究项目的常务董事 Lizzie Burns 提供了一个生动的比喻：“这就像止痛药。如果你需要手术并服用止痛药，并不意味着你不再需要手术。
