[發(fā)明專(zhuān)利]大氣傳送系統(tǒng)

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201080057529.7
• 申請(qǐng)日: 2010-12-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102770014A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: P·戴維森;H·E·M·亨特;C·J·伯戈恩
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 戴維森科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): A01G15/00
• 分類(lèi)號(hào): A01G15/00;D07B1/12;B64D1/16
• 代理公司: 中國(guó)專(zhuān)利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李晨;譚祐祥

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于將顆粒運(yùn)輸和分散至地球的平流層中，特別地實(shí)現(xiàn)全球或局部冷卻效應(yīng)的器具和方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)在許多作者承認(rèn)地球氣候存在著突然的不連續(xù)性(abrupt?discontinuities)的極大可能性，例如，由全球變暖，通過(guò)增加大氣溫室氣體水平導(dǎo)致，大氣溫室水平的增加接下來(lái)可以導(dǎo)致明顯的正反饋，諸如從融化的北極凍原釋放甲烷，或通過(guò)改變的降水型式的雨林消失。這種不連續(xù)性可能導(dǎo)致對(duì)海平面以及農(nóng)業(yè)的嚴(yán)重影響。

然而，溫室氣體諸如CO₂的排放與世界經(jīng)濟(jì)密切相關(guān)。在生效時(shí)間表內(nèi)急劇減少這些氣體的水平可能難以實(shí)現(xiàn)。

已經(jīng)提出了許多減少對(duì)地球的太陽(yáng)輻射入射水平的方法，例如，空間反射鏡、種云和平流層硫酸鹽氣溶膠。在1991年菲律賓皮納圖博火山(Mount?Pinatubo)爆發(fā)的兩年時(shí)期內(nèi)已經(jīng)證明了注入大量平流層硫酸鹽氣溶膠從而將平均全球溫度降低大約0.5攝氏度的效應(yīng)。

減少入射的太陽(yáng)輻射以削減由增加的溫室氣體排放導(dǎo)致的截?zé)幔沟煤Ｑ笏岫扔捎谖盏亩趸妓皆黾佣摺Ｈ欢淇赡芡ㄟ^(guò)融化北極永久凍土來(lái)降低升高的溫度，產(chǎn)生更多溫室氣體，加重海洋酸度問(wèn)題。

平流層硫酸鹽氣溶膠的具體方法存在許多缺陷：如果使用諸如二氧化硫或硫化氫的前驅(qū)體材料，則通過(guò)平流層中的自然過(guò)程來(lái)確定對(duì)顆粒直徑的選擇，并且具有限定特征的穩(wěn)定氣溶膠的生成存在許多困難。此外，它們對(duì)平流層化學(xué)，尤其是對(duì)臭氧濃度的作用可能引起關(guān)注。另外，由于在注入二氧化硫之后以通過(guò)自然過(guò)程生成硫酸或硫酸銨顆粒(氫化并與紫外大氣中的一氧化二氮反應(yīng))要花費(fèi)大量時(shí)間(至少幾天)，因此不會(huì)發(fā)生生成局部“遮蔭”的可能性，在該時(shí)間期間任何高的局部濃度都將被甚至平流層中度風(fēng)充分地驅(qū)散。

因此，需要更有效地解決全球變暖問(wèn)題并不具有太讓人憂慮副作用的方案。

發(fā)明內(nèi)容

在第一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種用于將固體顆粒運(yùn)輸和分散至地球的平流層中的器具，該器具包括連接大體地平面場(chǎng)所與升高的場(chǎng)所的管道、顆粒運(yùn)輸裝置和與散布裝置連接的解聚裝置，其中該解聚裝置和散布裝置位于該升高的場(chǎng)所處。

通過(guò)將顆粒通過(guò)管道運(yùn)輸?shù)降厍虻拇髿庵校@些顆粒可以被解聚并分散以影響入射的太陽(yáng)輻射并且提供局部或區(qū)域性的冷卻效應(yīng)。如果分散足夠數(shù)量的顆粒，則可以形成這些顆粒的云狀物，提供局部的、區(qū)域性的或全球的冷卻效應(yīng)。另外，因?yàn)檫@些顆粒是固體，因此可以控制它們的尺寸以提供最佳的結(jié)果。

這些云狀物的壽命主要由顆粒從云狀物中的消耗速率決定。

確切的消耗速率受數(shù)種因素的影響，特別地包括顆粒的尺寸。對(duì)于平流層中的亞微米顆粒，當(dāng)沉降速率非常低時(shí)，從平流層至對(duì)流層的損失通過(guò)平流層和對(duì)流層之間相對(duì)小的混合量來(lái)確定。估計(jì)在平流層中的亞微米顆粒區(qū)域中每年可能有一半的亞微米顆粒離開(kāi)平流層。另外，顆粒與顆粒之間通過(guò)布朗運(yùn)動(dòng)的碰撞將導(dǎo)致亞微米顆粒聚集并且形成較大的顆粒，極大地增加了它們的沉降速率。

因此，在另一個(gè)方面，本發(fā)明涉及一種在地球大氣中位于升高的場(chǎng)所處的固體顆粒的云狀物，其中該云狀物在至少一千平方公里的區(qū)域，例如1,000至300,000平方公里內(nèi)包含至少1,000噸(優(yōu)選至少5,000噸，或甚至至少10,000噸)的固體顆粒。這種云狀物典型地?cái)U(kuò)散至少3,000平方公里，優(yōu)選至少30,000平方公里，例如50,000至300,000平方公里的區(qū)域。

由于增加的湍流并且在對(duì)流頂層和對(duì)流層之間混合，平流層下的消耗速率將顯著地較大。因此，升高的場(chǎng)所優(yōu)選處于至少5,000m，更優(yōu)選至少10,000m的海拔高度，并且最優(yōu)選地在平流層中，以便使顆粒消耗速率最小化。

對(duì)于局部或區(qū)域性冷卻，這樣的云狀物的特征是能夠散射至少10％的入射的太陽(yáng)輻射，由此提供局部冷卻效應(yīng)。

在一種配置中，該云狀物可以在白晝期間生成，以提供有效的局部或區(qū)域性冷卻效應(yīng)，而在夜晚期間散開(kāi)。

因此，本發(fā)明可以提供局部遮蔽效應(yīng)，如果，其在大量水體上提供該局部遮蔽效應(yīng)，則可以(a)將水面冷卻幾攝氏度，從而減小局部熱帶風(fēng)暴的動(dòng)力，和(b)允許形成滿載水的向岸風(fēng)以促進(jìn)對(duì)沿岸灘涂的灌溉。

如所討論，隨著時(shí)間推移云狀物將散開(kāi)，并且如果其位于平流層中，則將產(chǎn)生沒(méi)有明確邊界的稀薄云狀物，在大部分的地球表面上擴(kuò)散。當(dāng)數(shù)量充足時(shí)，這樣的稀薄云狀物可能僅散射百分之幾的入射的太陽(yáng)輻射，但可以提供全球冷卻效應(yīng)。