地球在全球变暖的情况下 如何快速的人为进入冰期


降低入射太阳能量,比如年复一年在平流层里抛洒稳定气溶胶,此为打伞法。

aerosol,气溶胶,一种由固体/液体微粒均匀弥散在空气中形成的胶体分散体系。其他单词就不翻译了,

这是「地球工程学」的一种富有想像力的手段,但它的灵感却来自大自然早已有之的一种现象,火山冬天。1991年,菲律宾皮纳图博火山爆发,大量二氧化硫注入平流层,转变为硫酸盐微粒久久不散,大量阳光被反射,致使1992年北半球夏季温度明显偏低,多地发生气候异常,气象灾害多发,成为距离我们最近的一次小规模火山冬天。类似的例子还有1815年坦博拉火山爆发后第二年的「无夏之年」,1257年印度尼西亚萨马拉斯火山爆发后第二年的北半球低温和灾害——它最明显的结果发生在英国,1258年初的中国可能也受其影响。

云舞空城:必应背景小品(170527):从印尼的火山喷发,到临安的冰封西子。?

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它的缺点在于成本大、效果持续时间短,风险在于我们不知道这些海量的气溶胶最终沉降到低空大气后,会对人类社会造成什么后果,而更大的问题在于,我们不知道这样做的边界和临界条件,一不小心反射了太多的阳光,有可能变成《雪国列车》。

如果你还记得雪国列车的故事背景,他们就是向平流层发射特种气溶胶试图缓解气候变暖,然后玩崩了。

提高地表反照率,比如在地表铺设海量的,巨大面积的白床单,此为反光法。

隆河冰川的白「布」,我记得好像是特制的羊毛毯子?

这是瑞士隆河冰川(Rhone glacier)的一角,被当地一家旅馆的经营者盖上了巨大的白布,因为他们在隆河冰川里挖了一个冰洞作为「传统」参观项目(从19世纪开始就有这个项目了,如果我没记错的话)。覆盖白布降低了局部的融化速度,可以保护冰洞,延长使用寿命——归根结底还是为了省钱,毕竟挖冰洞的人工成本可不低。

冰洞内的参观者,很好玩的,我没去过~~~

目前,北极冰盖和高山冰川快速消融,大量裸露的岩石暴露出来,显著降低了地表的反照率(albedo,这个词好好玩的,好奇词源是什么),这会使全球变暖加速——且不以人类意志为转移,即使CO2浓度从明天开始降低,反照率的恢复也要很长时间。

而如果我们将很多裸露的岩质荒山和冰川消融后的地面都盖上特质白布的话,相当于模拟冰川没有消融的状态,这确实会显著降低变暖速率。如果铺的足够多,比如……从极圈一直铺到南北纬45度的位置,反照率的增加出现量变到质变的转换后,造出一个雪球地球也不是不可能。

奈斯,这就凉凉了。


看了下其他回答,什么铺白毯子的,哪有这么多材料,什么在同温层撒粉的,这个工程量也太大了,人家火山往里面丢这么多火山灰效果也不是全球的。

咱不搞花里胡哨的,到处扔蘑菇蛋直接核冬天,干脆利落,实际可行?

百万吨级核弹的尘埃可以轻松抵达同温层,而全球核武器总当量2018年有近15亿吨。同时西风带还会输送烟尘,形成一个环绕南北纬30度到60度地区的环带,时间长达数周。这将导致地表温度在这一时期剧烈下降,根据1990年TTAPS小组(理查德·特科、布赖恩·图恩、托马斯·阿克曼、詹姆斯·波拉克和卡尔·萨根)的研究成果。TTAPS小组受到了火星沙尘暴致冷效应的启发。在更精确的计算后,表明北半球中纬度地区的降温大约是摄氏10到20度,局部地区可下降摄氏35度。


看到这个问题感觉挺有趣的,看了其他答主的回答都感觉既有脑洞也有其科学角度方面的,感觉都挺有意思的。

其实我看到这个问题,我首先想到的就是电影《后天》,里面刚好就是讲述了一个令地球进入冰期的事件,记得我们第一次上全球变化课的时候,我们老师为了引起我们对这门课的兴趣,就是通过电影《后天》背后反应的科学问题来开启这门课的,至今记忆尤深

那么我们试著来说说电影《后天》中的地球是如何进入进入冰期的及其背后的科学依据

可以先概括的来说一下,《后天》中主要描绘了全球变暖带来的一个可怕的场景,由于格陵兰和北极的冰山融化,大量淡水进入北大西洋,降低了其盐度,破坏了北大西洋暖流,最终导致墨西哥湾暖流乃至全球海洋的热盐环流完全终止,赤道和低纬度地区因而停止向极地和高纬度地区输送热量,结果导致这些地方温度剧降,从而使地球一个新的冰河时代。这便是题目所问,如何使地球进入冰期。电影中有夸张成分,但也并非无科学道理。

首先,为何北大西洋暖流以及全球海洋海洋的热盐环流对高纬的热量如此重要呢?

就像我们初高中地理中所讲的,西欧与北欧为温带海洋性气候,即使同处同一纬度,但它1月份平均气温要比同纬度亚洲与北美洲的东海岸高出15~20℃,而这,很大程度上都得益于北大西洋暖流

又名北大西洋西风漂流。大西洋北部势力最强的暖流,系墨西哥湾暖流的延续。北大西洋暖流的流量随墨西哥湾暖流的强度变化而变化,其流量值为2×107~4×107万立方米/秒间。该暖流对西欧与北欧气候有明显增温增湿作用。每年向西欧与北欧每公里海岸输送相当于燃烧6000万吨煤释放的热量。使沿岸形成了典型的海洋性气候,1月份平均气温要比同纬度亚洲与北美洲的东海岸高出15~20℃,从而使北欧盛长混交林及针叶林,巴伦支海西南部终年不封冻。

墨西哥湾暖流是世界上规模最大的暖流,墨西哥湾暖流规模十分巨大,它宽100多千米,深700米,总流量每秒7400万到9300万立方米,流动速度最快时每小时9.5千米,200米深处流动速度约每小时4000米。总流量大约相当于所有河流径流量的20倍。湾流水温很高,特别是冬季,比周围的海水高出8℃。刚出海湾时,水温高达27~28℃,它散发的热量相当于北大西洋所获得的太阳光热的1/5。它像一条巨大的、永不停息"暖水管",携带著巨大的热量,温暖了所有经过地区的空气,并在西风的吹送下,将热量传送到西欧和北欧沿海地区,使那里成为暖湿的海洋性气候。

所以,北大西洋暖流以及墨西哥湾暖流对高纬地区的热量输送至关重要

而为何北大西洋暖流会向高纬流动,电影中又是如何终止的呢?这里就需要再说一下全球海洋的热盐环流

大洋中除表层风生流之外还存在由海水的密度分布决定的海洋环流,由于海水密度又取决于温度和盐度,所以也称为热盐环流。大洋热盐环流有多种称呼,也叫全球热盐传送带,而广为人知的是大洋传送带, 它简明形象地描绘了全球深海环流的基本特征。大洋热盐环流是全球尺度的深海流动现象,它控制著全球大洋90%的水体,对地球气候系统起著至关重要的调节作用,且可能是触发气候突变的因素之一)。

极地区域因辐射冷却等因素而形成的寒冷、高盐、高密度的海水强烈下沉,在南极地区形成底层流,而在北大西洋高纬海域形成深层流。北大西洋高纬海域下沉的高盐度水以深层流的形式向南流,越过赤道进人南大洋,与威德尔海和罗斯海的深水汇合,再流进广阔的印度洋和太平洋海域而上升到表面,然后向西运动返回到大西洋以平衡外流的水体。上述发生在大西洋和太平洋之间的水体流动构成了一个跨越大洋的海洋「传送带」

位于大西洋的经向垂直环流是全球大洋传送带的重要组成部分;它由暖的低纬表层海水北向输送,位于表层风生流之下的北大西洋深层冷水南传,高纬稠密水团的下沉,以及低纬深层较轻水团的上升组成。受海水密度梯度驱动,北大西洋高纬海域海表水因密度大而下沉,从而拖曳低纬表层暖海水向高纬流动,而海水密度主要取决于温度和盐分浓度(其中北大西洋的海水盐分较高且温度较低,而热带与亚热带的海水温度较高且盐分较低),故这一海洋环流圈又称大西洋热盐环流。由于在这环流圈中表层海水的北向输送和深层海水的南传都是经向的,故这两个南北反向的海水输送流被称为经向翻转环流

所以,北大西洋高纬海域,它就像全球大洋传送带的一个泵,驱动著大西洋经向翻转环流,墨西哥湾暖流在向北流并延伸为北大西洋暖流去的过程中,不断与空气进行热交换,水温降低;同时,又因其在海洋表面进行,所以水分会不断蒸发,盐度升高。温度降低和盐度升高都会造成密度增加,当墨西哥湾暖流到达英国、挪威时,因为其密度已经非常高,就会沉入海底,再通过大西洋深层向南流回。

而电影《后天》中,就是因为温室效应,全球变暖,导致格陵兰冰盖和北极冰山的融化,导致大量冷而淡的水进入了北大西洋高纬海域,冲淡了北上的盐度高,密度大的海水而使北上的海水不能继续下沉,从而阻止了暖流的北上并中断了大西洋经向反转环流并影响全球的热盐环流,使得高纬地区无法再获得足够的热量并急剧降温从而使地球再一次进入冰河世纪。

图片画?号区域机制被破坏

这便是电影后天中地球进入冰期的科学理论,虽然感觉有些夸大成分,但其背后并非无科学道理。

你要问这样的事情有没有可能发生,那地球历史上还却有相似事件,《后天》中这一科学想法也并非空穴来风,他所反应的一个事件就是现在非常著名的「新仙女木事件」,也就是该电影所依据的背景事件,当然在这里就不再多说,有兴趣可以去查一下

总之,我想导演的想法,也主要就是想引起大家对全球气候变化的关注,很多人总想著,大多数气候变化事件其时间长度是巨大的,短期内是不需要大部分人担心的,但其实,全球变化并不总是渐变或线性的,临界突变也是地球系统动力学过程的重要特征之一,很多事情的变化都是有其临界值,也就是阙值,在达到阙值之前可能是渐变变化,甚至是不变的,但一旦超过阙值,就会产生突变,而发生在某一区域的变化又可能通过一系列连锁放大效应,导致全球变化,所以,并不是短时间内我们就可以高枕无忧,我们要关注的东西真的很多。

当然,上面所讲的《后天》中的理论也仅仅是理论,这些东西都是有很大争议的,电影里可能主要为了戏剧化效果夸大了,但怎么说呢,这些理论都是难以去验证的东西,你不知道它的出现会是什么样,哦,不,我们当然不希望它出现,因为他的出现给我们带来的影响即使没有电影中那样效果,但肯定也是灾难级的。地理学上也有很多东西都是存在争议和多方理论的,你很难说比如事件A就是由事件B引起的,但通过人们的研究,可以说,事件B确实是对事件A有影响的,但不是绝对的,很多东西现在也都没有个绝对的说法,可能也在等广大的优秀知乎er去发现并推动吧

以上内容专业所限,如有不妥欢迎批评指正。

(图片侵删)

参考资料

北大西洋暖流_360百科https://baike.so.com/doc/6376232-6589880.html 墨西哥湾暖流_360百科 https://baike.so.com/doc/6143798-6356974.html《全球变化》(第二版)张兰生 方修琦 任国玉


思路:尽可能提高地球表面的反射率,让地球更明亮。

实现手段:

在北美洲-格陵兰岛-冰岛-北爱尔兰-英格兰岛-亚欧大陆之间修建拦海大堤,使北大西洋暖流不再进入北冰洋与哈德逊湾。

见下图浅色海域。

以此冰封北冰洋及其海岸,提高北半球高纬度地区反射率。

剩下的就交给时间了。


最简单 也是未来必然会发生的是 核冬天


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