平流层反射太阳能,首选的地球降温方式?
给地球降温的意义,不需要重复了。
给地球降温的两个基本途径:(1)减少进入地球大气的能量,特别是减少太阳能。(2)增加大气的散热。减少温室气体排放,属于后者。
减少太阳能的直接途径,就是对进入地球的太阳能反射或遮挡。可能的有太空、平流层、地表等不同高度的反射或遮挡。当然,在任何高度都可以反射或遮挡太阳能。
一、平流层辐射太阳能,首选的"地球降温"方式?
如果人类使用能源自身(或其中不必要的泄露)是全球变暖的影响因子的话,则太阳能的反射或遮挡,就成为解决全球变暖(及全球变化)的必须手段。灵活的反射或遮挡装置,应该是类似百叶窗的可控装置。
在典型高度反射或遮挡太阳能的主要特点:
(1)在地球外太空反射或遮挡太阳能,类似日食。可能是对地球副作用最小的降温方式。
从长期看,外太空太阳能收集作为人类的能源,与给地球降温大体上合二为一的工程,应该是首选的方式。目前主要是经济成本太高。
(2)在地表反射或遮挡太阳能。经济成本最低,但效果较差。
主要是大气层的温室气体等依然"阻碍"这些反射太阳能向太空的扩散。
(3)平流层
平流层空气密度小,气压小,多数高度下风速较高。
采用平流层风筝反射或遮挡太阳能,基本上不占用地面,受温室气体影响小,与"阴天"类似。应该是较为经济、有效的手段。可在今后较长的时间使用。在城市上空或周边反射或遮挡太阳能;或用于抗旱。
平流层反射或遮挡太阳能,对干旱灾区抗旱,干旱地区降温(如沙漠上空)更为合适。
有条件时,可以结合太阳能发电进行,以及结合风力发电进行。但为了维持风速,不采用风力发电可能更好。
二、一些有关的图片背景资料
图1 地球大气层
图2 大气层与温度 ,Layers Of Atmosphere
http://www.ces.fau.edu/nasa/module-2/atmosphere/earth.php
http://www.ces.fau.edu/nasa/images/EarthsAtmostphere/LayersOfAtmosphere%20copy.gif
图3 地球大气层的能量收支。 figure illustrates Earth"s incoming and outgoing radiation.
http://www.ces.fau.edu/nasa/module-2/earth-energy-balance.php
http://www.ces.fau.edu/nasa/images/energy-budget.jpg
图4 南加利福尼亚州某地点的风速和风向测量值。 Measurement of wind speed and direction over a location in southern California
http://www.aerospaceweb.org/question/atmosphere/wind/wind-profile.gif
图5 地球大气层, layers of Earth"s atmosphere, britannica
https://www.britannica.com/science/atmosphere/Troposphere
如果人类使用能源自身(或其中不必要的泄露)是全球变暖的影响因子的话,则太阳能的反射或遮挡,就成为解决全球变暖(及全球变化)的必须手段。
用于给地球降温的反射材料,首先是对红外线的高反射率。
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