火山喷发不会“加热”地球，反为地球撑起“人工遮阳伞”？

2025年6月17日，印度尼西亚勒沃托比–拉基拉基火山大规模喷发。火山灰柱冲破万米高空，灰尘与岩石碎屑纷纷落下，一把灰色超级巨伞自地心撑起，瞬间笼罩了大半天空。

印尼当局立即启动最高级别火山警戒，数个村庄居民被紧急撤离，弗洛勒斯岛毛梅雷机场关闭，多家航空公司前往巴厘岛的航班被取消或延误。

与此同时，全球多地正被灼热席卷，开启“热浪模式”。南亚与东亚多国连续发布高温预警：泰国多地体感温度逼近50°C，曼谷街头热浪滚滚，连水泥路面都仿佛在冒烟；印度拉贾斯坦邦的局部气温一度攀升至49.4°C，接近历史同期极值；我国多地也在6月中旬进入了“橙色高温预警”频发期。

气温不断刷新背后，是全球变暖持续加剧的直接信号。而此时此刻，一座火山的喷发，不禁引发了另一个疑问：这滔天的岩浆与冲天的火山灰，会不会让这个夏天变得更热？

答案可能出乎意料，历史上多次剧烈火山喷发事件之后，几乎都伴随着全球性的短期气温下降现象。例如，1783年冰岛拉基火山喷发后，欧洲遭遇极寒冬季与农作物歉收；1815年印尼坦博拉火山喷发后，1816年的地球迎来了一个罕见的“无夏之年”：北美六月落雪，欧洲粮食歉收。

火山爆发事件的后续效应让科学家们大为震撼，同时，一个大胆到令人惶恐的设想浮出水面：如果剧烈火山喷发能导致降温，人类能否复制它的机制，为地球撑起一把“人工遮阳伞”？

这就是“地球工程”（Geoengineering）的一个重要代表性分支——“太阳辐射管理”（Solar Radiation Management, SRM）中的“平流层气溶胶注入”技术（Stratospheric Aerosol Injection, SAI）。这既是一项充满争议的科技尝试，也是一场关于人类边界、道德规范与全球责任的深层思辨。

现在，就让我们从火山口出发，踏上一场横跨自然灾变与科学前沿、连接幻想与现实的地球降温之旅。

图片来源：Pixabay

为地球降温的火山

火山喷发能给地表降温？

没错。现代气候学研究表明，高强度的火山喷发能够将富含硫酸盐和硫酸滴液的火山气溶胶带入高层平流层大气中，在地球上空形成了一层具有遮阳效果的降温云层。云层中的微小粒子会高度反射阳光，而由于平流层稳定干燥的特性，它们既不会迅速沉降，也难以被雨水带回地面，而是在高空滞留数月至数年，拦截阳光加热平流层，同时遮挡对流层并使其冷却，进而形成强有力的地表短期降温效应。

例如，1991年皮纳图博火山爆发释放了约2000万吨二氧化硫，在平流层形成的硫酸盐气溶胶云层使全球地表平均辐射减少了约2.5%，导致地表温度在其后18个月内下降约0.4–0.5°C，并对气候系统造成了显著干扰，包括东南亚区域性干旱、北美某些地区降雨增加、以及北极海冰的短暂恢复。

除了短期降温效应，火山喷发还会带来环境与健康风险。1783年拉基火山爆发，不仅导致欧洲极寒，还因大量二氧化硫排放引发空气污染与农作物歉收。

WHO等机构将其列为主要空气污染物，其浓度升高会增加心血管和呼吸系统疾病风险。

所以，尽管火山喷发出的“天然降温剂”能在短期内抑制升温，但其引发的空气污染、气候扰动及健康风险不容忽视，更何况，它并不足以扭转眼下持续加剧的全球变暖升温趋势，而且还非常的不可控。

那么，如果这种降温机制能够做到可控呢？我们能否通过人工主动将气溶胶粒子直接注入平流层——或许不是硫酸盐，而是对臭氧层破坏和地表酸化风险较低的碳酸钙或氧化铝等替代物，给地球撑起一把“人工遮阳伞”，从而为应对气候变化争取更多时间。

在部分气候模型中，这类干预被视为“气候应急制动器”：成本相对低、部署周期短、理论上见效快，而且作用范围可以是全球性的。

这听上去有点像科学家的狂想，但背后却是一幅宏伟的气候治理蓝图。它激发的不仅是技术热情，更唤起了将地球纳入“工程秩序”的可能性。正是在这样的背景下，“地球工程”这一概念，逐渐从实验室走向会议室，从模拟模型迈入公众视野。

这张照片由国际空间站上的一名宇航员于2022年1月16日拍摄，展示了前一天汤加火山喷发后产生的火山灰羽流。来源：https://www.nasa.gov/centers-and-facilities/goddard/tonga-eruption-blasted-unprecedented-amount-of-water-into-stratosphere/。

科技与风险的双螺旋

地球工程，顾名思义，是将人类对地球系统的影响，从“无意中施加”转变为“有意识地操控”。如果说温室气体排放是无数人为活动累积的副产物，那么地球工程则是一次对地球气候“工程师式”的正面干预。

根据联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）第六次评估报告第III工作组报告国际合作章节，地球工程主要包括两大类：其一是“二氧化碳移除”（Carbon Dioxide Removal，CDR），如植树造林、海洋施肥、直接空气捕集等；其二便是“太阳辐射管理”（SRM）。

SRM试图在不减少温室气体浓度的前提下，通过增强对阳光的反射，降低地球吸收的太阳辐射能量，从而抵消全球变暖导致的升温。这些技术路径包括：

•平流层气溶胶注入（Stratospheric Aerosol Injection, SAI）：模拟火山喷发机制，将二氧化硫或替代物质如碳酸钙颗粒注入平流层，形成气溶胶云反射太阳辐射。该路径可迅速降温，但可能影响全球降水模式并带来跨境风险。

•海洋云增亮（Marine Cloud Brightening, MCB）：通过喷洒海盐粒子增强低层海洋云的反射率，使其更“白”，从而反射更多阳光。这一技术重点在海岸或大洋上空实施，理论上较易回撤，但对区域水文影响需进一步研究。

•地面反照率增强（Ground-Based Albedo Modification, GBAM）：包括涂白城市屋顶、植被更替（如高反光草种）、沙漠铺设高反射材料等手段，从地面层面提高太阳辐射反射率，减缓城市热岛效应。

•太空遮阳结构（Orbital or Outer-Atmospheric Shielding, OAC）：设想在地球轨道间安放反光卫星或薄膜遮阳伞，改变部分阳光入射路径，堪称最具科幻感的方案，但目前技术与伦理障碍极大，仍停留在设想阶段。

是不是每一种听起来都像是科幻电影中的情节？事实也的确如此，SRM的设想早已出现在了科幻文学作品的世界。

在尼尔·斯蒂芬森的《七夏娃》中，人类为应对月球灾变后的恶劣地球环境，构建了巨型轨道遮阳结构与太空居住系统，这种设想与“太空遮阳结构”极为相似。

而在新海诚执导的动画电影《天气之子》中，少女能通过祈祷操控晴雨天气，这虽是奇幻设定，但其描绘的城市阳光与暴雨间的人为转变，恰与地球工程技术试图调控太阳辐射的核心思路不谋而合。

而在现实中，多国政府和研究机构正逐步迈入地球工程的科学试验阶段。

-英国皇家学会早在2009年发布报告《Geoengineering the Climate》，系统梳理了SRM技术路径，并呼吁设立国际监管机。

-美国国家科学院（NAS）也在2015年发布相关研究建议，并于2021年通过国家海洋和大气管理局（NOAA）资助多个地球工程模拟项目（NOAA Geoengineering Research Program）。

-在欧洲，欧盟资助的IMPLICC计划（Implications and Risks of Engineering Solar Radiation to Limit Climate Change）通过多个气候模型，研究了SAI对不同地区降水、风带与极端天气的影响。

-日本东京大学、国立环境研究所等机构则侧重于区域性气候响应模拟和公众接受度研究，探讨亚洲季风与高空喷注互动的可能路径。

而其中最受瞩目的项目之一，是哈佛大学提出的“平流层受控扰动实验”（Stratospheric Controlled Perturbation Experiment, SCoPEx），旨在通过高空气球释放微量碳酸钙，观测其在平流层中的行为与光学反应，以评估不同气溶胶材料的降温效果与潜在副作用。但在2024年3月，该项目因社会和伦理争议而被迫取消。

IPCC也在第六次评估报告中对SRM持极为谨慎的态度，强调其效果短暂、不可预测，且伴随严重副作用。尤其在当前缺乏全球治理框架的现实下，SRM带来的“技术权力”极易失衡——一国遮阳、他国买单的风险令人忧虑。毕竟，以人类目前的科技水平，还远无法将太阳整个罩住，只能调整极小比例的太阳辐射强度，且其区域气候响应很可能偏离预期。

也正因如此，这种可以由单一国家或机构主导，却可能产生全球级气候影响的技术尝试，实施起来的确让人捏一把冷汗。

作为科学研究的前沿，地球工程为公众描绘了一幅充满想象力的未来图景。但其核心问题近在眼前：如果拥有控制天气的力量，我们能承担它的后果吗？毕竟，善意的气候行动，有时也可能带来意料之外的反效果。

New NOAA research shows that injecting particles into the stratosphere to deflect some of the sun’s rays would also brighten marine clouds, enhancing the cooling effect. Credit: Chelsea Thompson, Chemical Sciences Laboratory. https://csl.noaa.gov/news/2025/426_0324.html.

“逆向”太阳辐射调控

让我们暂时把目光从太空镜面的宏大蓝图上移开，回到一个真实而意外的案例上——航运减排。这个案例为我们理解太阳辐射调控的风险提供了绝佳的现实样本。

2020年1月1日，国际海事组织（IMO）正式执行船舶低硫燃料新规，将全球船用燃油中硫含量上限从3.5%降低至0.5%。这一环保举措旨在减少二氧化硫的排放，改善沿海空气质量，减少酸雨与心肺疾病的发生。然而，短短几年后，研究人员震惊的发现，这一“有益于人类健康”的减排行为，竟无意间造成了全球变暖加速。

原来，船舶排放的二氧化硫会在大气中形成硫酸盐气溶胶，这些气溶胶增强了低层云的反射能力，形成了一条条“漂浮的冷却带”。国际海事组织新规使全球二氧化硫排放每年减少约740万吨，“人工降温云”随之消散，海洋上空的平均辐射强迫每平方米增加了0.2瓦特，导致的额外变暖效应相当于增排1000亿吨二氧化碳——这是全球两年的排放量。

这次意外的“逆向太阳辐射调控”给我们敲响了警钟。

它表明，即使是出于善意的环保措施，也可能在无意中触发干预气候系统的“副作用”。更重要的是，它展示了气候系统的复杂性和不可预测性，任何看似局地的行为，最终都可能引发全球连锁反应。

越是宏大的干预，越需要缜密的推演与共识机制。如果我们依然认为地球是一台可以被精密操控的机器，那至少，我们应该先把它的运转机制研究明白。

图片来源：五分钟聊碳

遥控地球？

在关于应对气候变化的众多方法中，很少有哪个词能像“地球工程”这样既令人着迷，又令人惶恐。一方面，它代表着人类可能掌控自然、逆转升温的宏大野心；另一方面，它也像一把悬在全球头顶的双刃剑，每一次人为干预，都可能带来难以预料的连锁效应。
国际权威机构对此早有共识。IPCC在报告中明确指出：“所有太阳辐射管理技术目前均处于试验与模拟阶段，尚未形成治理框架。”《麻省理工科技评论》也表示：“地球工程就像给行星做手术，但我们还没拿到行星的体检报告。”

今天的地球，像是一位发烧中的病人——额头滚烫、脸色泛红。人类医生聚在床边商量对策，有的主张靠“吃药”（减排），有的则提议“冰敷”（遮阳）。问题是，这块“冰”敷在哪里、敷多久、又应该由谁来敷呢？

太阳辐射调控就像一面镜子，映照出人类在气候变化面前的焦虑、分歧和希望。地球工程或许提供了某种“高端冰敷疗法”，但在气候治理这场“会诊”中，我们最应该立刻着手去做的，始终是继续推进药物治疗——也就是实实在在地减少温室气体排放。冰敷只是缓解，它不应成为延误减排的借口，更不能沦为掩盖风险的止痛贴。

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