散射光让地球降温还保护农作物？《自然》最新研究：令人失望

解决气候变暖是一道系统性难题。此前，一些科学家提出用新的技术来降温，即地球工程。这种方法是向大气中喷射微小的粒子来分散阳光，从而使地球表面降温。同时，从理论上讲，还可以保护玉米等可能因气温升高而产量下降的的农作物。

日前，国际顶级期刊《自然》（Nature）在线发表了一项最新研究，地球工程方法虽然通过降低温度会使得农作物产量提高，但这在很大程度上会被阳光减少带来的影响所抵消。该研究的通讯作者为加州大学伯克利分校的农业经济学家乔Jonathan Proctor。

此前的研究发现，空气中的二氧化硫气体，比如从火山爆发中喷射出来的气体，在与水蒸气发生反应形成光散射的液滴时，可以使地球短暂冷却。

同时，也有证据表明，1991年菲律宾皮纳图博火山爆发后，植物对二氧化碳的吸收增加。研究认为，通常紫外线强烈的直射阳光会首先投到树和其他较高植物的顶部，光散射的气溶胶可以分散阳光直射，而散射光可以照射到每一层树叶，包括树冠下面的树叶。

Jonathan 说，许多研究人员认为，散射光通过使多层树叶都能受到光照“同样会提高农业产量”。

为了预测地球工程方法对各种农作物可能产生的影响，Jonathan及其同事分析了两次火山爆发事件后世界范围内的农业记录，两次火山爆发分别为1991年皮纳图博火山爆发和1982年墨西哥萨尔瓦多奇诺火山的爆发。

他们以此建立一个可以指导未来的模型。在这个模型中，研究人员向平流层注入足够的光散射气溶胶，来抵消2020年后人类排放的所有二氧化碳带来的影响。

模型研究显示，在2050年到2069年期间, 地球工程将地球上作物生长的区域平均冷却了大约0.88摄氏度，这一降温将使玉米产量增加6.3%左右。

然而，气溶胶使阳光更加分散外，也使得光照稍微变暗了。研究人员发现，光照变暗产生了相反的效应，会降低5.3%的玉米产量。此外，由于云量和降水模式的微妙变化，玉米产量又下降了0.2%。

研究团队认为，综合下来，地球工程对玉米、大豆、水稻和小麦的产量没有明显的影响。

加州大学伯克利分校生物环境工程师Dennis Baldocchi表示，相较于直射光，散射光对作物产量没有太大影响这一研究结果或许并不令人惊讶。Dennis认为，和密集分布在森林中、较低层树叶被遮挡的历史悠久的树木不同，农作物的生命周期较短，大部分时候并不会被周围作物遮挡。Dennis未参与该项研究。

“这是一项重要而令人印象深刻的研究，向研究人员致敬，”哈佛大学气候经济学家Gernot Wagner则表示，这一发现“是一个重要的提醒，即气候变化和太阳地球工程都不能仅靠温度。”他补充道，“这项技术的其他影响，比如因为二氧化碳的吸收可能会对海洋酸化产生何种影响，都值得进行重大研究。”Gernot也未参与上述研究。

Jonathan提到， 虽然其团队的发现在某种意义上令人失望，但这种方法可以很容易地用于评估地球工程对其他经济领域的成本和收益，包括建筑业和医疗保健。“地球工程在减轻对农业的损害方面可能是无效的，但它可能仍然值得去做，”他指出，“在这一点上，我们目前尚不清楚。”