惑星の日焼け止め: 太陽放射の調整

気候地球工学の解明 パート 3

パート 1: 終わりのない未知
パート 2: 海洋二酸化炭素除去
パート 4: 倫理、公平、正義を考える

太陽放射修正 (SRM) は、宇宙に反射される太陽光の量を増やし、地球の温暖化を逆転させることを目的とした気候地球工学の一形態です。 この反射率が増加すると、大気や地表に到達する太陽​​光の量が減少し、地球が人為的に冷却されます。 

地球は、自然システムを通じて太陽光を反射、吸収して温度と気候を維持し、雲、浮遊粒子、水、海洋を含む他の表面と相互作用しています。 現在、 天然または強化された天然 SRM プロジェクトは提案されていないため、SRM 技術は主に機械的および化学的なカテゴリーに分類されます。 これらのプロジェクトは主に、地球と太陽の自然な相互作用を変えることを目的としています。 しかし、陸地や海洋に到達する太陽​​の量が減少すると、直射日光に依存する自然のプロセスが混乱する可能性があります。

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機械的および化学的 SRM プロジェクトの提案

地球には、太陽から出入りする放射線の量を制御するシステムが組み込まれています。 光と熱を反射して再分配することでこれを行い、温度の調節に役立ちます。 これらのシステムの機械的および化学的操作への関心は、成層圏エアロゾル注入による粒子の放出から、海洋雲の増光による海洋近くでのより厚い雲の発達まで多岐にわたります。

成層圏エアロゾル注入 (SAI) これは、空気中の硫酸塩粒子を標的として放出して、地球の反射率を高め、地面に到達する太陽​​光の量と大気中に閉じ込められる熱を減らすことです。 理論的には日焼け止めを使用するのと同様に、太陽地球工学は、太陽光と熱の一部を大気の外に向けて、地表に到達する量を減らすことを目的としています。

約束：

このコンセプトは、激しい火山の噴火に伴って起こる自然現象に基づいています。 1991 年、フィリピンのピナツボ山の噴火により、ガスと灰が成層圏に噴出し、大量の二酸化硫黄が拡散しました。 風は二酸化硫黄を XNUMX 年間にわたって世界中に移動させ、粒子は吸収され、 地球の気温を華氏 1 度 (摂氏 0.6 度) 下げるのに十分な太陽光を反射します。.

脅威：

人間が作成した SAI は依然として高度に理論的な概念であり、決定的な研究はほとんどありません。 この不確実性は、注入プロジェクトがどのくらいの期間で実行される必要があるのか​​、SAI プロジェクトが失敗、中止、または資金不足になった場合 (またはいつ) に何が起こるのかが不明であることによってさらに悪化します。 SAI プロジェクトは、一度開始されると潜在的に無限のニーズを抱えています。 時間の経過とともに効果が薄れる可能性があります。 大気中の硫酸塩注入による物理的影響には、酸性雨が発生する可能性が含まれます。 火山の噴火で見られるように、硫酸塩の粒子は世界中を飛び回り、 通常そのような化学物質の影響を受けない領域に堆積する可能性があります、生態系を変え、土壌のpHを変化させます。 エアロゾル硫酸塩の代替案として提案されているのは、炭酸カルシウムです。この分子は、硫酸塩と同様の効果があるものの、副作用はそれほど多くないと予想されています。 しかし、最近のモデリング研究では、炭酸カルシウムが オゾン層に悪影響を与える可能性がある。 入ってくる太陽光の反射により、さらなる資本上の懸念が生じます。 起源が不明で地球規模の可能性がある粒子の堆積は、地政学的な緊張を悪化させる可能性のある実際のまたは認識された格差を生み出す可能性があります。 スウェーデン、ノルウェー、フィンランド、ロシアの先住民サーミ族の代表機関であるサーミ評議会が気候への人為的介入に対する懸念を共有したことを受け、スウェーデンのSAIプロジェクトは2021年に一時停止された。 同評議会の副会長オーサ・ラーソン・ブラインド氏は次のように述べた。 自然とその過程を尊重するサーミ人の価値観が真っ向から衝突した このタイプの太陽地球工学では。

表面ベースの増光/アルベド修正は、地球の反射率を高め、大気中に残る太陽放射の量を減らすことを目的としています。 化学や分子的手法を使用するのではなく、 表面ベースのブライトニングはアルベドを増加させようとします都市部、道路、農地、極地、海洋への物理的変化による地表の反射率。 これには、太陽光を反射して向きを変えるために、これらの領域を反射材や植物で覆うことが含まれる場合があります。

約束：

表面ベースのブライトニングは、木の葉がその下の地面を陰にするのと同じように、局所的に直接的な冷却特性を提供すると期待されています。 このタイプのプロジェクトは、より小規模、つまり国から国へ、または都市から都市へと実施される場合があります。 さらに、表面ベースのブライトニングも役立つ可能性があります。 多くの都市や都市中心部が経験する暑さの増加を逆転させる 都市部の島の熱効果の結果として。

脅威：

理論的および概念的なレベルでは、表面ベースのブライトニングは迅速かつ効率的に実装できるように思えます。 しかし、アルベド修飾に関する研究は依然として少なく、多くの報告が未知の厄介な影響の可能性を示しています。 このような取り組みが世界的な解決策を提供する可能性は低いが、表面ベースの増光やその他の日射管理方法の不均一な開発により、問題が解決される可能性がある。 循環や水循環に対する望ましくない予期せぬ地球規模の影響。 特定の領域の表面を明るくすると、その領域の温度が変化し、粒子や物質の動きが問題のある方向に変化する可能性があります。 さらに、表面ベースの増光は、局地的または地球規模での不公平な発展を引き起こす可能性があり、権力関係が変化する可能性が高まります。

海洋雲増光 (MCB) は、波しぶきを意図的に利用して海洋上に低層の雲を発生させ、 明るくて厚い雲の層。 これらの雲は、入ってくる放射線が下の陸地や海に到達するのを防ぎ、さらに放射線を大気中に反射します。

約束：

MCB には、地域規模で気温を下げ、サンゴの白化現象を防ぐ可能性があります。 研究と初期のテストはオーストラリアである程度の成功を収めており、最近のプロジェクトでは グレートバリアリーフにて。 他の応用としては、氷河の上に雲を播種して海氷の融解を遅らせることなどが考えられる。 現在提案されている方法は海洋の海水を使用するため、天然資源への影響が軽減され、世界中のどこでも実行可能です。

脅威：

MCB に対する人間の理解は依然として非常に不確実です。 完了したテストは限定的かつ実験的なものであり、 グローバルまたはローカルガバナンスを求める研究者 これらの生態系を保護するために生態系を操作する倫理について。 これらの不確実性の中には、地域の生態系に対する寒冷化と太陽光の減少の直接的な影響に関する疑問や、浮遊粒子の増加が人間の健康やインフラに及ぼす未知の影響に関する疑問が含まれます。 これらはそれぞれ、MCB ソリューションの構成、展開方法、および予想される MCB の量によって異なります。 播種された雲が水循環を移動すると、水、塩、その他の分子が地球に戻ります。 塩の堆積は、人間の住宅を含む建築環境に影響を与える可能性があります、劣化を早めることによって。 これらの堆積物は土壌内容を変化させ、栄養素や植物の生育能力に影響を与える可能性もあります。 これらの広範な懸念は、MCB に伴う未知の表面をなぞるだけです。

SAI、アルベド修正、MCB は入射太陽放射を反射するように機能しますが、巻雲薄層化 (CCT) は出射放射の増加に注目します。 巻雲は熱を吸収し反射する放射線の形で地球に還ります。 巻雲薄層化は、これらの雲から反射される熱を減らし、より多くの熱を大気中へ排出できるようにして、理論的には気温を下げることを目的として科学者によって提案されています。 科学者たちは、これらの雲が次のように薄くなるのを予想しています。 雲に粒子を吹き付ける 寿命と厚みを減らすためです。

約束：

CCTは、大気中に放出される放射線の量を増やすことで地球の気温を下げると約束している。 現在の研究によると、これは 改造すると水の循環が速くなる可能性がある、降水量が増加し、干ばつに見舞われやすい地域に恩恵をもたらします。 新しい研究は、この温度低下が役立つ可能性があることをさらに示しています ゆっくりと海氷が溶ける そして極地の氷床の維持に役立ちます。 

脅威： 

気候変動と物理科学に関する 2021 年気候変動政府間パネル (IPCC) 報告書は次のように述べています。 CCTはよく理解されていない。 このタイプの気象変動は降水パターンを変化させ、生態系や農業に未知の影響を引き起こす可能性があります。 現在提案されている CCT の方法には、雲に粒子状物質を噴霧することが含まれています。 一定量の粒子が雲を薄くするのに寄与すると予想されますが、粒子の過剰な注入は 代わりに雲の種を蒔くかもしれない。 これらの種をまいた雲は、薄くなって熱を放出するのではなく、最終的に厚くなって熱を閉じ込める可能性があります。 

スペースミラー これは、入射する太陽光の方向を変えてブロックするために研究者が提案した別の方法です。 この方法が示唆するのは、 反射性の高いオブジェクトを配置する 空間内で、入ってくる太陽放射を遮断または反射します。

約束：

スペースミラーには次のような効果が期待されています。 放射線量を減らす 惑星に到達する前に停止させて大気圏に突入する。 これにより、大気中に入る熱が減り、地球が冷却されることになります。

脅威：

宇宙ベースの方法は高度に理論的であり、 文献の不足 そして経験的なデータ。 この種のプロジェクトの影響に関する未知数は、多くの研究者が抱いている懸念の一部にすぎません。 さらに懸念されるのは、宇宙プロジェクトの費用のかかる性質、放射線が地表に到達する前に方向転換することによる直接的な影響、星の光を減少または除去することによる海洋動物への間接的な影響などです。 天体のナビゲーションに頼る、可能性 契約解除のリスク、そして国際的な宇宙ガバナンスの欠如。

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よりクールな未来への動き?

太陽放射の方向を変えて惑星の温度を下げることで、 日射管理は、問題に正面から取り組むのではなく、気候変動の兆候に答えようとします。 この研究分野には、予期せぬ結果が生じる可能性が数多くあります。 ここで、プロジェクトを大規模に実施する前に、プロジェクトのリスクが地球に対するリスクや気候変動のリスクに見合うかどうかを判断するために、リスクリスク評価が重要です。 SRM プロジェクトが地球全体に影響を与える可能性があることは、自然環境へのリスク、地政学的緊張の悪化、世界的な不平等の増大への影響を考慮したリスク分析の必要性を示しています。 地域や地球全体の気候を変える計画では、プロジェクトは公平性と利害関係者の関与を中心に考慮する必要があります。