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2021年3月25日，美国国家科学、工程和医学院（National Academies of Sciences, Engineering, and Medicine）发布题为《反射太阳光：对太阳能地球工程研究及研究治理的建议》（Reflecting Sunlight: Recommendations for Solar Geoengineering Research and Research Governance）的报告指出，鉴于应对气候变化风险的紧迫性，美国应与其他国家协调，结合强劲的气候变化减缓和适应政策组合，实施太阳能地球工程研究计划。报告同时也强调，太阳能地球工程不是减少温室气体排放的替代品。尽管太阳能地球工程可能会降低全球气温，但也可能会带来一系列未知或负面的后果。

1 太阳能地球工程研究及研究治理的现状

报告考虑了3种太阳能地球工程措施：平流层气溶胶注入（在平流层中增加微小反射粒子的数量，以增加入射阳光的反射）；海洋云增白（向低层大气添加颗粒物，以增加海洋上空低云的反射率）；卷云变薄（改变高空冰云特性，让更多的红外辐射逃逸到太空）。

（1）平流层气溶胶注入。大量的模型和经验证据表明，平流层气溶胶注入可以在全球范围内降低地表温度，但关于注入量、位置和气溶胶类型的降温潜力，气溶胶增加对大气化学和输送的影响，以及由此产生的区域和局地气候影响，仍然存在很大的不确定性。

（2）海洋云增白。目前的研究表明，在某些情况下，向海洋云层添加气溶胶可以增加云的反射率。然而，科学界对气溶胶/云相互作用的了解有限，导致了大量不确定性的存在，即云反照率在哪里和在多大程度上被改变，以及反馈过程是否会掩盖或放大某些影响。

（3）卷云变薄。由于对卷云特性和决定卷云如何改变的微物理过程的认识非常有限，目前尚不清楚卷云变薄的有效性。由于这些不确定性的存在，现有的几种气候模式对卷云变薄的模拟产生了相互矛盾的结果。

迄今为止，有关太阳能地球工程的研究比较零散，在许多关键领域还存在大量的知识差距和不确定性。需要在研究中加强跨学科整合，将自然、社会和伦理层面联系起来，并加强公众参与。有关太阳能地球工程对生态系统、人类健康、政治和经济以及其他社会问题的潜在影响程度的研究还处于初级阶段。此外，目前的太阳能地球工程研究也缺乏协调和系统的治理机制。

2 太阳能地球工程研究及研究治理的拟议框架和方法

报告建议制定一项管理太阳能地球工程研究的全面计划，确保其以对社会负责的方式向前发展。具体建议如下：

（1）研究计划的框架

美国应实施强劲的气候减缓和适应政策组合。此外，鉴于气候变化问题的紧迫性和充分理解可能的应对方案的必要性，美国联邦政府应与其他国家合作，建立一个跨学科的太阳能地球工程研究计划。该计划应是美国应对气候变化的整个研究计划中的一小部分，侧重于开发与政策相关的知识，而不是推进部署路径。该计划应该：①提高决策相关的知识，包括未来研究工作的设计；②确保透明度以及公众和利益相关者的参与；③协调联邦机构之间的研究以及美国联邦政府以外的研究；④将直接适用于部署的技术研究限制在早期基础研究。

该计划应建立健全的机制，让公民社会和其他关键利益相关者参与研究计划的设计，并促进他们参与计划的相关组成部分。主要利益相关者包括气候脆弱群体和一些特殊群体，包括来自土著居民和南半球（主要指历史上在全球决策中代表性不足的国家的人口）的群体。

该计划及其成果应由一个多元化、包容性的专家和利益相关者小组（包括与国际同行的磋商）定期审查和评估，以确定继续研究是否合理，如果合理，应如何更新目标和优先事项。

“出口坡道”（即终止研究计划的标准和协议）应是该计划的明确部分，有终止研究活动的机制。例如，如果研究计划可能会造成不可接受的自然、社会、地缘政治或环境风险，或者如果研究明确表明某项特定的太阳能地球工程技术不太可能有效。

（2）跨部门协调

美国全球变化研究计划（USGCRP）应该对研究计划进行协调和透明的监督，包括但不限于以下角色：①指导相关联邦机构间互补性研究活动的制定和协调，推进最符合各机构目标和能力的研究内容；②整合现有机构资产，协调和跟踪预算分配，并协调未来的预算请求；③审查跨学科（包括人文科学、社会科学和自然科学）的协调研究请求，以促进跨学科的知识、关系和解决方案；④维护所有太阳能地球工程研究活动的数据库，特别是与室外实验有关的活动，并确保信息的公开；⑤确保对该计划下提出的所有研究进行严格的同行评审；⑥定期评估进展，完善项目目标，重新制定研究重点；⑦确保联邦政府支持的所有研究结果（和数据来源）都是公开的，最好是零成本的；⑧推进美国国内外有意义的公众参与机会和参与途径，以帮助形成研究计划；⑨与美国联邦政府之外的太阳能地球工程相关计划和活动建立联系并进行协调；⑩确保对研究课题的全方位系统性支持。

3 太阳能地球工程研究的综合议程

太阳能地球工程研究计划的议程应包括3个广泛的研究领域：研究背景和目标；影响和技术维度；社会维度。在这3个大类下，建议将以下内容作为重点研究领域：

（1）太阳能地球工程研究的背景和目标。①项目开发途径。设计太阳能地球工程研究计划，使广泛、有益成果的前景最大化。②未来条件。探索未来在何种条件下会作出太阳能地球工程的相关决策。③综合决策分析。了解影响太阳能地球工程相关决策的不确定性，并采取相应的策略。④能力建设。发展所有国家有意义地参与太阳能地球工程研究及研究治理活动所需的能力。

（2）影响和技术维度。①大气过程。了解向大气中添加物质如何改变大气辐射反射、传播的化学和物理机制。②气候响应。评估不同的太阳能地球工程方法将如何影响关键的气候结果。③其他影响。评估太阳能地球工程干预策略对环境和社会的潜在影响。④监控和归因。设计一个观测系统（并了解其局限性），以检测、监控和归因太阳能地球工程的部署和影响。⑤技术开发和评估。解决有关硬件、材料和基础设施的科学和工程问题。

（3）社会维度。①公众认知和参与。探索如何更好地理解公众对太阳能地球工程的看法，如何公平有效地让公众和利益相关者参与太阳能地球工程的研究、开发和部署。②政治和经济动态。探索太阳能地球工程对国家和国际关系以及相关激励结构的影响。③治理。制定有效、适应性强的流程和制度来管理太阳能地球工程活动。④伦理。将当代人和后代人的伦理与正义考虑纳入太阳能地球工程研究及研究治理。

4 太阳能地球工程研究的治理机制

美国国家太阳能地球工程研究计划应在稳健的研究治理机制下运行，并支持国际治理机制的发展。治理机制的重要内容包括研究行为准则、公共注册研究、定期项目评估和审查程序、室外实验许可制度、知识产权指导、包容性的公众和利益相关者参与进程、促进国际信息共享和合作的机制（在研究团队内部之间和国家科学机构之间），以及建立一个专家委员会，以推进关于国际治理需求和战略的讨论。

5 太阳能地球工程研究的资金考虑

实施建议的研究及研究治理机制需要专门的资源。报告提供了制定预算的一般准则：①对太阳能地球工程研究的资助不应转移对其他重要的全球变化研究的关注，还应认识到人们对部署的担忧有可能加剧。相对于全球变化研究的总体投资而言，太阳能地球工程研究的近期预算应该很少。②研究计划应该公平地支持所有的具体研究领域。③大部分研究资助应该进行动态分配，以便研究计划在学习过程中进行灵活调整。④在提供研究经费的同时，还应支持实施研究治理和公众参与。

报告建议，太阳能地球工程研究的合理初始投资总额在5年内为1亿~2亿美元。该研究计划的预算将从很少开始，并随着时间的推移而增加，从而允许经过深思熟虑的能力建设过程，并根据新的信息调整计划。