随着全球碳排放持续上升，传统气候减缓的窗口正在缩小，人们对地球工程：即有意操纵地球气候：的兴趣与日俱增。最受关注的两种方案是海洋云增亮（MCB）和平流层气溶胶注入（SAI）。两者都旨在将更多阳光反射回太空，从而使地球降温。但加州大学圣巴巴拉分校发表在《地球的未来》上的一项新研究揭示，这两种方法对地球最重要的气候系统之一会产生截然不同的影响，且部署其中一种的后果可能是深远而迅速的。
“两种干预措施可以在全球范围内达到相同的升温目标，但产生截然不同的区域气候影响，”该研究的合著者、加州大学圣巴巴拉分校布伦环境科学与管理学院副教授萨曼莎·史蒂文森说。”最重要的问题是：我们是否考虑到了所有潜在的后果？”
两种方法
海洋云增亮是通过将细小的海盐颗粒喷洒到海洋上空的低层云中（通常低于2公里）。盐颗粒使云滴变得更小、更多，从而增加云的反射率。相比之下，平流层气溶胶注入是将硫酸盐颗粒释放到平流层中，使其在全球范围内扩散，产生更均匀的降温效果。
加州大学圣巴巴拉分校的团队模拟了在亚热带东太平洋部署MCB的情况：该区域常被认为是最佳地点，因为那里的云层特别容易被增亮。研究结果显示：厄尔尼诺-南方涛动（ENSO）将在十年内减弱约61%。
“我们原本认为这些提案可能会产生影响，但没想到ENSO的变异性会消失三分之二，”该研究的主要作者、布伦学院的博士生陈星说。
MCB为何会扰乱ENSO
ENSO是热带太平洋周期性变暖（厄尔尼诺）和变冷（拉尼娜）的循环，驱动着全球的天气模式，影响着美洲、非洲、澳大利亚和亚洲的降雨，并对农业、渔业和公共健康产生连锁效应。
MCB扰乱ENSO的机制是一系列区域反馈的连锁反应。将盐颗粒喷洒到亚热带东太平洋上空的云层中，会使其下方的海洋表面降温并减少降雨（较小的云滴更不容易聚合成雨滴）。较冷、较干燥的空气扩散到中太平洋，减少蒸发，削弱大气环流，并增强赤道信风。这些更强的风驱动深海冷水上涌增加，进一步冷却海洋表面。这一循环抑制了通常驱动ENSO变异的温度梯度。
“即使在气候变化下，自然情况下也不会在10年内下降60%，”史蒂文森说。”要让ENSO发生如此大且如此快的变化非常困难。”
时机至关重要。ENSO振幅的自然变化：无论是源于内部变率还是温室气体强迫：都需要数十年到几个世纪才能显现。在不到十年内减弱61%，这在观测记录和大多数气候模型模拟中都是前所未有的。
SAI基本不改变ENSO
相比之下，研究团队发现平流层气溶胶注入对ENSO没有显著影响。由于SAI颗粒被注入到高空的平流层并在全球扩散，它们产生均匀的降温效果，不会触发那些破坏ENSO稳定性的区域海气反馈。
这并不意味着SAI没有风险：该研究仅考察了对ENSO的影响，而SAI与其他问题有关联，包括平流层臭氧消耗、降水模式的改变，以及如果突然停止部署可能产生的”终止冲击”风险。但就ENSO扰动这一具体问题而言，SAI似乎比MCB安全得多。
说明与背景
研究人员谨慎地指出，该研究并非否定海洋云增亮这一概念本身。这种扰动是区域特定的：在东太平洋部署MCB才是问题所在。在其他地方部署MCB仍然可能提供全球降温效果，但需要付出大得多的努力。
“这项研究并不是说所有MCB都会杀死ENSO，”史蒂文森说。”我们只是说，如果你在这个特定区域进行，就会发生这种情况。”
研究人员还强调，不干预本身也伴随着风险。不加控制的气候变化将以仍然不确定的方式改变ENSO：一些模型预测更极端的厄尔尼诺事件，另一些则预测ENSO减弱。无论哪种情况，决策都不是在地球工程与稳定气候之间，而是在不同的风险组合之间。
该团队计划接下来研究不同的地球工程策略如何影响海洋生态系统，包括海洋生产力和渔业：这些影响将进一步加剧对ENSO扰乱的担忧。
婷 翻译
来源： Xing C, Stevenson S, Fasullo J, Harrison C, Chen C, Wan J, Coupe J, Pfleger C. Subtropical Marine Cloud Brightening Suppresses the El Niño-Southern Oscillation. Earth’s Future (2025). DOI：10.1029/2025EF006522