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太阳能地球工程可以减轻全球变暖对雨养作物的影响

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2021年5月21日

太阳能地球工程是指向空气中释放气溶胶以反射太阳光，减缓全球变暖，这不是气候变化的完整解决方案，但它可能是控制气候风险的众多工具之一。

图片来源:shutterstock.com/oticki

越来越多的研究机构调查了太阳能地球工程减少物理气候变化的潜力。然而，人们对太阳能地球工程对生态系统，特别是对农业的潜在影响知之甚少。

一项由哈佛大学约翰保尔森工程与应用科学学院(SEAS)现在发现，太阳能地球工程在减轻全球变暖对农作物的一些最严重影响方面可能惊人地有效。

刊登于自然的食物日报》。，这项研究是与挪威研究中心、Bjerknes气候研究中心、挪威科技大学、位于博尔德的国家大气研究中心、首尔国立大学和中国科学院联合进行的。

太阳地球工程的研究必须解决它是否能有效地减少气候变化对人类的影响。我们的论文通过使用最好的作物模型嵌入到气候模型中来检查太阳能地球工程对农业产量的潜在影响，帮助填补了这一空白．

David Keith，哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学学院应用物理学教授

基思还是哈佛大学肯尼迪学院的公共政策教授。

研究人员研究了三种太阳地球工程——卷云变薄、海洋天空变亮和平流层气溶胶注入——以及它们对全球水稻、小麦、玉米、棉花、大豆和甘蔗产量的影响，因为未来排放将维持在目前的水平。

在这种情况下，降低地表温度是保护作物免受全球气候变化最严重影响的最有效方法。研究人员注意到，所有这三种有前途的太阳能地球工程技术都有强大的冷却效应，这将有利于作物产量。

先前的研究还提出，平流层气溶胶注入造成的温度下降可能导致降雨减少，这可能导致雨养作物减产。然而，这样的分析并没有考虑到蒸腾作用和作物产量中最重要的生态因素之一——湿度。

相对湿度和水汽压差对植物水分利用和作物产量的控制强于降水。我们发现，在多种情况下，在一个较冷的世界中，除了卷云变薄外，相对湿度会变高，这将缓解雨养作物的水分压力。我们的模型表明，这三种太阳地球工程方法导致的降水变化实际上对作物的影响很小．

范元超，第一作者，哈佛大学约翰·保尔森工程与应用科学学院太阳地球工程研究项目研究员

该团队调查了减排和太阳能地球工程如何对农业生产力产生影响。他们发现，虽然减排具有强大的湿度和冷却效益，但与太阳能地球工程相比，它们对作物产量的增加可能较小。

这是因为CO的减少₂与太阳能地球工程相比，施肥也会降低大多数作物的产量，而太阳能地球工程可以达到同样的降温效果。

这一结果强调了将减排与其他类型的工具结合起来的必要性，例如改变土地利用和增加氮肥的使用。

气候风险不能用任何单一工具来解决;即使明天就消除排放，世界上最脆弱的群体仍将遭受气候变化之苦。政策制定者需要考虑如何通过特定的地方适应来补充减排，以帮助农民减少气候对农业的影响，以及通过碳去除和太阳能地球工程等全球行动来补充减排．

David Keith，哈佛大学John A. Paulson工程与应用科学学院应用物理学教授

这项研究由Jerry Tjiputra, Helene Muri, Danica Lombardozzi, Chang-Eui Park和Shengjun Wu共同撰写。该研究部分由哈佛大学太阳能地球工程研究项目资助。