随着二氧化碳（CO2）排放量持续上升，政府、研究人员和环保倡导者对气候工程的兴趣也在增加，他们在寻找各种方法以限制气候变化的最坏影响。这些大规模的气候干预措施可能会影响全球范围内的降雨、农业和生态系统，因此它们的潜在好处和风险同样重要。加利福尼亚大学圣巴巴拉分校的气候科学家们的一项新研究表明，并非所有气候工程策略具有相同的后果。虽然一种提议的方法可能会严重扰乱地球最重要的气候循环之一，但另一种方法似乎影响甚微。发表在《地球的未来》上的研究结果强调了研究人员为何认为每一个提案都必须在实施之前被仔细评估。“在我们完全了解会发生什么之前，我们需要小心地实施气候工程提案，”首位作者、UCSB环境科学与管理学院的博士生陈兴说。为什么厄尔尼诺重要 陈兴与他的同学卡莉·弗莱格开始这个项目，以更好地理解气候工程可能对海洋生态系统产生的影响。这个问题很快引导他们检查厄尔尼诺南方振荡（ENSO），这是海洋和大气条件的主要驱动因素。ENSO是一个每2到7年重复一次的自然气候循环。它将温暖的海水在热带太平洋之间转移，影响全球天气。在厄尔尼诺事件期间，温暖的水向美洲西海岸移动，通常给加利福尼亚带来更湿润的冬天。在拉尼娜期间，温暖的水留在更西边，增强南亚和东南亚部分地区的季风降雨。比较两种气候冷却策略 研究人员研究了两种气候工程方法，旨在通过将更多阳光反射回太空来冷却地球。这两种方法都依赖于向大气中释放微小颗粒，但它们在使用的材料和释放的高度上有所不同。一种方法称为海洋云层变亮（MCB），它在海面上方不到2公里的地方喷洒海盐颗粒。这些颗粒形成的云具有更小、更多的水滴，使云显得更亮、更具反射性。第二种方法称为平流层气溶胶注入（SAI），在更高的平流层中释放硫酸盐颗粒。由于这些颗粒在全球范围内分布更均匀，因此在更大区域内阻挡了一部分进入的阳光。厄尔尼诺的意外影响 海洋云层变亮通常被提议用于海洋盆地的东侧，因为它的强冷却潜力。然而，东南太平洋在维持ENSO中也扮演着重要角色。模拟结果显示了一个意想不到的结果。“在亚热带东太平洋部署MCB会使ENSO幅度剧烈降低约61%，”作者们写道。“要在如此短的时间内让ENSO改变这么多是非常困难的，”参与该研究的副教授萨曼莎·史蒂文森说，她也是陈兴和弗莱格的导师。原因在于海洋云层变亮如何改变当地天气。更亮的云会冷却下方的海面，同时由于云中的水滴较小，降雨量也会减少。当更凉、更干燥的空气扩散到中太平洋时，蒸发减少，大气环流减弱，赤道附近的风加强。这些变化增加了冷水的上涌，进一步冷却了海面。这些影响共同显著削弱了ENSO。研究人员原本预计海洋云层变亮会影响气候，但没有想到会达到这种程度。陈兴表示：“我们认为这些提案可能会有影响，但我们没有预料到ENSO的三分之二的方差会消失。”他补充道，结论很简单：“不要在东太平洋上施行MCB，因为这可能会引发ENSO消失带来的超级强链式反应。”为什么平流层气溶胶行为不同 第二种气候工程策略的结果截然不同。平流层气溶胶注入几乎对ENSO没有可测量的影响。研究人员认为这种差异源于颗粒释放的地点。海洋云层变亮将在地球表面附近特定区域集中颗粒。相比之下，注入平流层的硫酸盐颗粒的分布更广，创造出一种更均匀的冷却效应，对热带太平洋的破坏性较小。尽管如此，史蒂文森强调，这些研究结果不应被解读为对海洋云层变亮的全面拒绝。“我们并不是说所有的MCB都会扼杀ENSO。我们只是说在这个特定区域会发生这种情况，”她说。她指出，海洋云层变亮还有可能在其他地方使用，尽管实现同样的效果可能具有挑战性。