高中一年级学生德韦恩·墨菲 (DeWayne Murphy) 对一项新绿色技术有一个伟大的想法。
“会有一个水箱,应该是一个巨大的金属水箱,”他在五月的一天向气候科学家本·克拉维茨解释道。“你往里面灌满水,水箱就会升温。”
水会变成蒸汽,为汽车提供动力。但是它也有一些潜在的缺点。
“它的设计根本就不是为了承受任何损坏,所以你必须非常小心地对待它,”墨菲说。
“我真正喜欢的是蒸汽,因为它是一种古老的技术,”克拉维茨告诉他。“蒸汽管用。我们知道这一点。所以,是的,这是一个很酷的想法。”
这次对话是有关开发减少地球变暖污染的技术的大型课程的一部分。该课程由印第安纳大学地球与大气科学助理教授克拉维茨、他的同事保罗·戈达德和印第安纳州布卢明顿南布卢明顿高中德韦恩·墨菲的科学老师柯斯汀·米尔克斯共同设计。
随着热浪和极端天气变得越来越常见,米尔克斯希望为她的学生提供信息和创造自由,让他们能够为更好的气候未来构想伟大的想法。
“事实上,气候变化就是这些年轻人的生活故事,”米尔克斯说。“我们的学生不仅需要了解气候变化的挑战和困难,以及我们在新闻中听到的内容,还需要了解变化是如何发生的。他们需要感觉自己理解了气候变化,并真正能够为我们共同的未来做出贡献。”
米尔克斯向学生们讲授了人类造成的气候变化的基本事实:燃烧化石燃料(如煤炭、石油和天然气)是导致大气中二氧化碳增加的最大单一因素。二氧化碳使地球变热,导致干旱、飓风、洪水和强烈热浪更加频繁。
克拉维茨说:“阻止这一现象的唯一永久解决办法是减少温室气体排放。”
科学家已经知道一些可以提供帮助的技术。太阳能和风能与大型电池相结合,正在帮助世界摆脱对石油、煤炭和天然气的依赖。
但克拉维茨表示,世界行动还不够快。因此,他和其他科学家正在研究暂时改变地球气候以减少气候变化影响的策略。这就是所谓的气候工程或地球工程。
气候工程涵盖一系列策略,包括将阳光反射回太空以及从大气中去除二氧化碳。但这些策略也可能带来重大风险——例如扰乱降雨模式和影响全球农作物。与此同时,对于这些技术的使用方式仍缺乏监管。
“那些将投票决定是否(开展气候工程)或甚至领导这项事业的人现在正坐在高中教室里,”克拉维茨说。“所以如果他们不知道这个话题是什么,那才是真正的问题。这就是我们开发这门课程的原因。”
米尔克斯说,她并不是想说服学生接受气候工程,相反,她想在必要时向他们提供所需的知识,以便他们做出明智的决定。
学生们想出了一些疯狂的想法,比如用闪光覆盖沙漠
米尔克斯解释道,创造力是这堂课的核心。学生学习气候工程学的基础知识后,他们被要求“想出有趣的疯狂想法”来减缓全球变暖。
印第安纳大学助理研究员戈达德参与开发了这门课程,他说,一开始,没有什么想法是太离谱的。
“随着课程的进展,我们会为他们的设计添加更多细节和限制,”戈达德说。
在第一轮头脑风暴中,学生们想象了一架太阳能直升机;储存雨水以帮助扑灭野火的人造树;以及许多将光反射回大气层的方法,比如用闪亮的亮片覆盖沙漠。
接下来,要求学生考虑他们的想法可能存在的局限性和风险。以沙漠中的闪光为例:
“我们如何确保这些亮片不会被岩囊鼠或者蛇之类的动物吃掉呢?”米尔克斯问道。
该学生建议将闪光粉做得足够大且足够光滑,这样就不会被动物吃掉或对它们造成伤害。
在期末作业中,学生们向克拉维茨、戈达德和其他科学家展示他们的概念——包括预期的利益和风险。
高中三年级学生坎贝尔·布朗 (Campbell Brown) 想出了一个飞行空气过滤器的想法,它可以吸收大气中的二氧化碳,并将其转化为无害的副产品。
“它将减少空气中的温室气体含量,”她在演讲中解释道。“但风险在于它并没有按照我期望的方式发挥作用。”
克拉维茨对此印象深刻。
“所以你想知道吗?它确实有效,”他告诉布朗。“从中产生的废品本质上就是小苏打。所以是的,它有效,只是目前无法广泛使用,因为它太贵了。”
培养气候乐观情绪
布朗很高兴她的想法是科学家们正在研究的东西,特别是因为在上这节课之前她对气候变化知之甚少。
当她了解到人类对气候变化及其对地球的影响时,她感到很难过,但她说,她从这次教训中获得了新的希望。
“因为老一代人留下的破损不是让我们去修复,而是让我们从他们那里得到帮助。这样,我们就可以互相帮助,修复我们造成的问题,”她说。
米尔克斯班上的高年级学生 Emerald Yee 一直担心气候变化。她的一位家人患有慢性疾病,而且高温会加重病情。
“所以对我来说,当谈到气候变化和全球变暖时,我主要担心的是(他们的)安全,”Yee 说道。她说,这堂课让她学会了“真正思考气候变化以及我们如何改变它,让它不仅对我们这一代人,而且对年轻一代、我们的弟弟妹妹,甚至我们的孩子和孙辈更有利”的工具。
对于克拉维茨来说,培养对气候的乐观态度是这堂课的一大内容。他说,听到学生们提出解决方案的想法总能让他感觉好一些。
“看到这些想法从课堂中诞生,最有趣的一点是,这并不是 我做不到。 它是 我们可以做到这一点“人类团结起来就能做出惊人的事情。这给了我希望。”