给地球撑阳伞
2021-01-15骆昌芹
骆昌芹
地球,是人类和动植物赖以生存的家园,美丽静谧、充满生机。然而,近百年来,它好像生病了,老是“发烧”:根据分布在世界各地的几千个温度计组成的测量网提供的数据,地表温度有逐年上升的趨势。美国国家海洋和大气管理局(NOAA)评选出的“最热年份前十名”全部被2005年之后的年份包揽,而“最热年份前七名”都在2014年之后。在19世纪末到20世纪80年代之间,新的“最热年份”纪录每8到11年出现一次,而自1981年起新的“最热年份”出现频率变为每3到4年出现一次,全球变暖速度之快令人担忧。
地球变暖使科学家们忐忑不安,因为这会给人类带来巨大的灾难。气温升高会加速欧、亚、美三大洲高山积雪和冰川的消融,使海洋水量增加,同时海水的体积也会因受热膨胀而增大,这些都将导致海平面上升。在过去的100年里,海平面已经上升了10厘米以上,如不采取措施,2100年的海平面甚至有可能再上升65厘米,这将使许多岛国从地球上消失。其中最令人担忧的是印度洋中部的岛国马尔代夫,它由1200多个岛屿组成,平均海拔不足1米,最有可能被汪洋吞没。荷兰、孟加拉国、埃及等国的沿海地带也将被海水淹没。海水吞噬的不仅仅是陆地,还可能造成几千万人背井离乡,数千种生物面临灭顶之灾。
那么,好端端的地球为什么会“发烧”呢?科学家们进行了一番“诊断”,普遍认为这很可能是人类活动造成的恶果。近百年来,工业化进程加快,煤炭、石油等矿物燃料的消耗量猛增,排放到大气层的二氧化碳也在逐年增加。二氧化碳气体有一个怪脾气:它允许可见光透过,却不准红外线穿行。照射到地球上的太阳光,其主要部分是可见光,但地面(包括海面)吸收它的能量之后,再辐射出来的却基本上是红外线。因此,二氧化碳浓度很高的大气层就好比一张塑料薄膜,太阳光能够照进来,地面的热量却不容易向宇宙空间散发。于是,地球温度不断升高,这就是人们通常所说的“温室效应”。
既然二氧化碳是造成地球“发烧”的元凶,给地球治病的处方就应当是尽量限制矿物燃料的使用,以减少二氧化碳的排放量,同时保护和扩大能大量吸收二氧化碳的绿色森林的覆盖面积。不过,实现这一切需要全球合作,而且需要相当长的时间才能奏效。在短时间内想要完全改变能源结构难度很大,因此,为使地球早日康复,科学家们还在千方百计地寻求其他的“治疗”方法。
不久前,英国科学家提出了一个能使地球降温的新方案:在地球表面或空间中装设一些大镜子,将照射到地球上的一部分太阳光反射回去,使其不再被地面和海面吸收。当然,要使偌大的地球气温有所下降,镜子的面积必将大得惊人,制造与安装都是难题。但科学家们却胸有成竹,他们打算先在浩瀚的大海上进行试验。
如果你到海上旅行过,一定能观察到每一艘航船的船尾都拖着一条由白色浪花组成的、既宽又长的“大尾巴”。一艘万吨巨轮全速前进时,“大尾巴”可以宽达数百米,长达数千米。科学家们发现,这些白色浪花反射可见光的性能很好,假如能用某种方法,使这些浪花“凝固”起来,长时间不消失,那么这些“大尾巴”就能变成一面面理想的“大镜子”。英国化学家已找到一种洗涤剂来实现这一目的,它有点类似于洗衣粉,在水中受到搅动会产生大量白色泡沫,而且泡沫相当稳定,经久不破。这种洗涤剂不溶于水,密度又比水小,所以将它洒到海里,就会在海面上形成一层液膜,人称“海面反光镜”。如果有船只从它上面驶过,产生的尾波将非常稳定,能保持几个星期甚至几个月;即使泡沫最后消失了,液膜依然存在,只要遇到船只经过,还能再次产生稳定的尾波。
“海面反光镜”能反射80%的太阳光,而普通的海面只能反射5%。科学家们估计,如果使用这种办法,全世界在海洋中航行的所有船只形成的“反光镜”,大约能覆盖海洋表面的5%~10%,这种方法足以抵消二氧化碳引起的温室效应,使全球气温早日趋向正常。
盛夏,骄阳似火。在室外活动的人,如果戴一顶凉帽或者撑一把阳伞,就会感到凉快一些。随着航天技术的飞速发展,有人大胆设想:能不能在浩瀚宇宙中给地球撑一把“大阳伞”,使地球表面也能变得凉快一些呢?
科学家认为,这种“大阳伞”可以装在人造卫星上。它在空间的最佳位置,应当处在日地连线上靠近地球150万千米的地方,这一距离大约相当于月亮与地球平均距离的4倍,地球同步卫星与地球平均距离的40倍,伞的面积至少需要450万平方千米。这样,它就可以将辐射到地球上的太阳光的3.5%遮蔽掉,从而使地球气温下降2.5℃。同时,它也能阻挡一部分对人体有害的紫外线射到地球表面。
然而,要使这一设想变为现实绝非易事。首先,伞面太大了,即使采用每平方米仅重10克的轻质材料制作,总重量也将达到4500万吨,要把这个庞然大物送到太空中的预定位置谈何容易!因此,必须设法减轻伞的重量。科学家们已找到一种铝合金薄箔,它既轻盈又坚固,而且表面光亮如镜,反射太阳光的性能极佳,还能承受宇宙射线的辐射,很适宜用来制作伞面。同时,为了便于发射,航天专家建议将伞面设计成折叠式,发送时折拢,进入轨道后再撑开。
为使“伞”的投影永远准确地落在地球上(但并非地球上的同一地点),载伞卫星的空间位置必须长期保持稳定。然而由于月球的引力和太阳光对伞面的辐射压力,卫星势必会偏离预定的轨道。一旦发生偏离,它就不能为地球遮阳了。为此,必须在地面设置相应的监控站,长年对其进行监视,发现偏离即时调整。
如果“海面反光镜”或“空间大阳伞”的设想能成为现实,正在“发烧”的地球就可望早日恢复健康啦!当然,与其设想这些“难于上青天”的方案,不如从现在开始,从自身做起,保护环境,降低碳排放,减轻地球的压力!