什么樣的研究能夠拯救我們

　　

譯者：李眾(群博id：摩耶)。

　　兩年前，也就是2007年(此文寫于2009年底——校對者注)，在巴厘島的一座大會議廳里，一場漫長而又使人難受得落淚的談判落幕時，來自192個國家的使節把在2012年前擴充京都議定書的截止日期定在了2009年。現在，這個艱難的時刻到了。

　　這個會議的最后一部分將于星期一(譯者注：即2009年12月7日)在丹麥的哥本哈根舉行，到會的代表們將有12天去履行他們的承諾。目前我們了解到，這次會議并不會產生一個像京都議定書那樣具有法律約束力的“哥本哈根議定書”。雖然那還要等到2010年才能實現，但至少能看到其它的一些結果。其中最受關注的幾個問題有：富裕國家能否給出減排承諾，貧窮國家是否會減緩排放量增長，同時人們還期望代表們能同意將資金和低碳技術轉移給貧窮國家來幫助他們解決氣候問題。可以想象，會議不進行到最后，這些問題是不會解決的。

　　但是，地球的命運不是只掌握在與會的這192隊缺乏睡眠的政治家手中。就算哥本哈根會議的談判失敗，人們的環境意識也會因此而增強，進而為低碳能源的發展打下群眾基礎。現在，許多捕獲二氧化碳并保存于地下的實驗項目已被啟動，也出現了很多旨在保護原始森林的組織。新的綠色革命已經開始，而科學界將投入今后十年的工作去建立一個低碳社會。在這里，《新科學家》列了幾個可行的方法。

　　唾手可得的成果

　　說到“全球變暖”，大部分人首先想到的就是二氧化碳。但是實際上，使氣候變暖的污染物不止這一個，而其中有一部分危害較大的氣體是相對容易去除的，比如甲烷，一氧化碳和黑碳——一種因化石燃料和生物質(校對者注：通常是作為燃料的木柴和秸稈)的不完全燃燒而產生的小顆粒煙灰。這些二氧化碳之外的污染物對全球變暖的“貢獻”已與二氧化碳差不多了。

　　好消息是，去除這些污染物的的技術早已誕生。如果把過濾黑碳用的過濾器裝在全世界的柴油車輛上，就會立刻收到環保的效果。也可以用類似的方法收集垃圾填埋場釋放出的甲烷。用電力或者太陽灶替代貧困國家農村地區的木柴及生物質，作為供暖或炊事燃料，也可以立刻減少煤煙中黑碳的排放，還能順便避免煤煙對健康的有害影響。

　　Anil Ananthaswamy

　　位置啊，位置……

　　今年九月，在世界氣象組織于瑞士日內瓦舉行的會議上，氣候政策的制定者們要求科學家們對氣候變化給不同國家的影響作出預測，結果卻讓他們們吃了一驚。科學家們的回答是：“這做不到。”，解釋是：我們對全球性的氣候預測很有把握，但是區域性的不行。

　　華盛頓特區究竟是會變得更潮濕、更干燥，還是被颶風襲擊、被旱災困擾呢?牛津大學的數學家Leonard Smith說：“現在的模型還沒有預測這些事情的能力。”理論上短期的區域性預測比長期的更簡單，但是美國氣候中心的Philip Duffy告訴我們，在短期內，自然變化產生的影響比人為的氣候變化大的多。這可能會讓那些希望能夠以預測為依據，為自己國家的氣候變化做好準備的政客們失望了。不過，這樣一來，他們可能會努力促進區域性預測的發展。

　　Fred Pearce

　　電氣化高速公路

　　就在幾年前，提起“電動交通工具”，人們只會想到高爾夫球車。之后特斯拉跑車出現了。這種電動跑車只要4秒就可以加速到時速100公里，它已經被George Clooney等名人買下了。總之，電動車真吸引人。

　　給電動車充電會額外增加發電廠的排放量，但即使是Tesla這種速度優先于效率的車輛，每公里所排放的二氧化碳也不到最環保的柴油驅動車的一半。便宜又高產的電動車將很有希望投入使用，而真正的困難是促使消費者購買它們，這需要一個充電站的網絡作為支持。Better Place，由以色列企業家Shai Agassi 創立的宏大的的實驗工程，已在丹麥建成了一個充電站網絡，預計到2011年，將會有幾千輛電動車投入使用。如果該計劃成功，其他國家也可以如法炮制。

　　Jim Giles

　　找到那個點!

　　在事情變得無可救藥之前尋找氣候變化爆發點的賽跑正在進行，而在爆發點之后緊接著的就是失控的氣候變暖和冰層塌陷發生。荷蘭瓦赫寧根大學的 Marten Scheffer說，不可預測而又糟糕的天氣——環境建模人員把這叫做“閃爍不定”——是巨大改變的前兆。而令人疑惑的是，還有觀點認為意外的冷清或穩定是暴風雨之前的平靜。英國東英吉利大學的Tim Lenton正著手做一個氣候變化爆發點的早期預警系統。他告訴我們，現在最急切的需要就是得到更準確的氣候數據，借以分析過去的氣候動蕩情況，找到發生低迷或“閃爍不定”的信號。

　　你好，太陽能!

　　一組數據告訴我們，使用太陽能是解決氣候變化的途徑之一。一小時內太陽投射到地球上的能量比我們一年用掉的還多。即使現在的太陽能電池將光能轉換為電能的效率只有15%-20%，如果把太陽能電池板放在全美國合適的屋頂上，也能基本滿足美國全國的用電需求了。

　　但這并沒有實現，如果用太陽能電池發電，每千瓦電需要5000到8000美元左右，而用煤只需要1800美元，所以去年全美只有千分之一的電力是來源于太陽能。位于科羅拉多州戈爾登市的美國國家可再生能源實驗室的Robert Hawsey 說：“我們還有很長的路要走。”為降低價格，工程師們正在制造更便宜的薄型太陽能電池，這種太陽能電池板也將變得更加柔韌，可以直接做進屋頂。 Hawsey預計改進后的太陽能電池到2015年能被市場所接受。

　　JG

　　把它捉住!

　　近期能源研究的一個重點是關于如何將發電站排放的二氧化碳捕獲，并將它們運往采空的鹽礦和油井之類廢棄的地方永久封存。看起來，這項技術距離實現已經不遠了，而且由于地底仍有大量便宜的煤等著被燃燒，世界迫切需要這項技術。但每年要運輸，處理幾十億噸氣體的麻煩實在令人提不起精神。這個項目的實驗已在進行中，但是根據麻省理工學院的研究團隊發表的一篇題為“煤炭的未來” (The Future of Coal)的報告，工業用二氧化碳回收設施最早要到2030年才能開始正式運營。美國發電廠的負責人為這項技術提供了200億的研發資金。另外，如果可以生產生物燃料，并把它們燃燒時排放的氣體收集起來并封存，就能達到既除去二氧化碳又產生新能源的效果——把全球變暖變成全球降溫了。

　　FP

　　云一樣朦朧的推斷

　　政府間氣候變化專業委員會宣稱二氧化碳含量每增加一倍，氣溫就會上升1.5 °C 到 4.5 °C，其中的誤差是由云的不確定性引起的。云不僅很小，存在的時間也非常短，所以相關的測量和模擬都很不容易進行。它們有些能促進氣候變暖，有些則正好相反。同時，氣候的變化有時產生更多云，有時則不是，這一切都難以確定。7月美國國家大氣研究中心的新研究成果顯示全球變暖會使海洋上空云的數量減少——并使氣候更暖。現在人們已在模型中把這個信息計入考慮。他們估計這個誤差很快就要被縮小了，最終調整的結果大概會接近4.5 °C。

　　FP

　　生物燃料?續

　　近五年，生物燃料從英雄變得一文不名。為了種植生產生物燃料，毀了不少熱帶雨林，占用了本該用來種植農作物的土地和水資源，或者產生了與被生物燃料替代的化石燃料幾乎一樣多的二氧化碳。但是，現在放棄他們還太早了。接下來的五年，是否要用于研發更環保、“第二代”的生物燃料，就看我們自己了。很快，我們就能做到用基因重組后的酶或者化學催化劑把農業廢棄物中的纖維素轉化成可供發酵(以產生乙醇)的糖類，還有一個重要的發現是可以在水箱或海水中培育藻類，用它們產生乙醇和丁醇。

　　當然以上方法的生物燃料產量有限，所以更需注意如何最大限度利用它。如果有更多的發電站在使用可再生燃料或核燃料，或者未來的汽車全部可以充電，那么生物燃料或許就會被留給海上運輸和那些無法充電的設備用了。

　　FP

　　不如來改變這個地球吧……

　　無論它是拯救地球的備用方案也好，瘋狂的計劃也罷。人工給地球降溫的“地球工程”計劃正在被考慮中。很少有科學家嚴肅地認為必須給地球人工降溫，但很多人認為有必要認真做好相應的調查。近來有越來越多的跡象顯示政府部門和軍方在關注這個問題。現在還不清楚這個“備用方案”將會有哪些內容，為了確定它，我們要考慮各個方案的負面效果。比如，往大氣中噴灑硫酸鹽顆粒遮擋陽光的方法，雖然有效，但是會大面積擾亂天氣系統。這些研究中的大部分可以用模型完成，不過最好也做一下小范圍的野外試驗。加州斯坦福大學卡內基研究所的Ken Caldeira說，其中面臨的最大問題是小范圍的實驗對氣候產生的影響和真正的操作有很大差別。另外為避免研究小組獨自開展小范圍實驗，很有必要盡快展開對管理規范辦法的討論。