유성 자외선 차단제: 태양 복사 수정

기후 지구 공학 분해 3부

1부: 끝없는 미지
파트 2: 해양 이산화탄소 제거
4부: 윤리, 형평성 및 정의 고려

SRM(Solar Radiation Modification)은 지구의 온난화를 되돌리기 위해 우주로 다시 반사되는 햇빛의 양을 늘리는 것을 목표로 하는 기후 지구 공학의 한 형태입니다. 이 반사율을 높이면 대기와 지구 표면에 도달하는 햇빛의 양이 줄어들어 지구를 인위적으로 냉각시킵니다. 

자연 시스템을 통해 지구는 햇빛을 반사하고 흡수하여 온도와 기후를 유지하고 구름, 공기 중 입자, 물 및 바다를 포함한 기타 표면과 상호 작용합니다. 현재, 제안된 천연 또는 강화 천연 SRM 프로젝트가 없으므로 SRM 기술은 주로 기계적 및 화학적 범주에 속합니다. 이러한 프로젝트는 주로 지구와 태양의 자연적인 상호 작용을 변경하려고 합니다. 그러나 육지와 바다에 도달하는 태양의 양을 줄이면 직사광선에 의존하는 자연적 과정을 뒤엎을 가능성이 있습니다.

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기계적 및 화학적 SRM 프로젝트 제안

지구에는 들어오고 나가는 태양으로부터의 복사량을 제어하는 ​​시스템이 내장되어 있습니다. 이것은 빛과 열을 반사하고 재분배하여 온도를 조절하는 데 도움이 됩니다. 이러한 시스템의 기계적 및 화학적 조작에 대한 관심은 성층권 에어로졸 주입을 통해 입자를 방출하는 것부터 해양 구름 밝기를 통해 바다에 가까운 두꺼운 구름을 개발하는 것까지 다양합니다.

성층권 에어로졸 주입(SAI) 공기 중의 황산염 입자를 표적으로 방출하여 지구의 반사율을 높이고, 지면에 도달하는 햇빛의 양과 대기에 갇힌 열을 줄입니다. 이론적으로 자외선 차단제를 사용하는 것과 유사하게 태양 지구 공학은 일부 햇빛과 열을 대기 외부로 방향을 전환하여 표면에 도달하는 양을 줄이는 것을 목표로 합니다.

약속:

이 개념은 격렬한 화산 폭발과 함께 발생하는 자연 현상을 기반으로 합니다. 1991년 필리핀 피나투보 화산 폭발로 가스와 화산재가 성층권으로 분출되어 엄청난 양의 이산화황이 퍼졌습니다. 바람은 XNUMX년 동안 이산화황을 전 세계로 이동시켰고 입자는 흡수되어 지구 온도를 화씨 1도(섭씨 0.6도) 낮추기에 충분한 햇빛을 반사합니다..

위협:

인간이 만든 SAI는 결정적인 연구가 거의 없는 매우 이론적인 개념으로 남아 있습니다. 이러한 불확실성은 주입 프로젝트가 얼마나 오래 진행되어야 하는지, SAI 프로젝트가 실패하거나 중단되거나 자금이 부족한 경우(또는 언제) 발생하는지에 대한 미지수에 의해서만 악화됩니다. SAI 프로젝트는 일단 시작되면 잠재적으로 무한한 수요가 있으며, 시간이 지나면 효과가 떨어질 수 있습니다. 대기 황산염 주입에 대한 물리적 영향에는 산성비의 가능성이 포함됩니다. 화산 폭발에서 볼 수 있듯이 황산염 입자는 전 세계를 여행하고 일반적으로 이러한 화학 물질의 영향을 받지 않는 지역에 침전될 수 있습니다., 생태계를 변경하고 토양 pH를 변경합니다. 에어로졸 황산염에 대해 제안된 대안은 탄산칼슘인데, 이는 황산염만큼 부작용이 적지만 유사한 영향을 미칠 것으로 예상되는 분자입니다. 그러나 최근 모델링 연구에 따르면 탄산칼슘이 오존층에 부정적인 영향을 줄 수 있습니다. 들어오는 햇빛의 반사는 형평성 문제를 더 야기합니다. 기원을 알 수 없고 전 세계적으로 가능한 입자의 퇴적은 지정학적 긴장을 악화시킬 수 있는 실제 또는 인지된 불균형을 만들 수 있습니다. 스웨덴의 SAI 프로젝트는 스웨덴, 노르웨이, 핀란드, 러시아의 사미 원주민 대표 기구인 사미 위원회가 기후에 대한 인간의 개입에 대한 우려를 공유한 후 2021년에 중단되었습니다. 위원회의 부회장인 Åsa Larsson Blind는 다음과 같이 말했습니다. 자연과 그 과정을 존중하는 Saami 사람들의 가치는 직접적으로 충돌했습니다. 이러한 유형의 태양 지구 공학을 사용합니다.

표면 기반 밝기/알베도 수정은 지구의 반사율을 높이고 대기에 남아 있는 태양 복사량을 줄이는 것을 목표로 합니다. 화학이나 분자 방법을 사용하는 대신, 표면 기반 브라이트닝은 알베도 증가를 추구합니다.또는 도시 지역, 도로, 농경지, 극지방 및 바다의 물리적 변화를 통한 지구 표면의 반사율. 여기에는 햇빛을 반사하고 방향을 바꾸기 위해 반사 물질이나 식물로 이러한 영역을 덮는 것이 포함될 수 있습니다.

약속:

표면 기반 브라이트닝은 나무 잎이 그 아래의 땅을 그늘지게 할 수 있는 방법과 유사하게 국부적으로 직접적인 냉각 특성을 제공할 것으로 예상됩니다. 이러한 유형의 프로젝트는 더 작은 규모, 즉 국가 간 또는 도시 간 구현될 수 있습니다. 또한 표면 기반 미백이 도움이 될 수 있습니다. 많은 도시와 도심이 경험하는 증가된 열을 되돌립니다. 도시의 섬열효과 때문이다.

위협:

이론적이고 개념적인 수준에서 표면 기반 미백은 빠르고 효율적으로 구현될 수 있는 것처럼 보입니다. 그러나 알베도 수정에 대한 연구는 빈약하고 많은 보고서에서 알 수 없는 지저분한 효과의 가능성을 나타냅니다. 이러한 노력은 글로벌 솔루션을 제공할 것 같지 않지만 표면 기반 광택 또는 기타 태양 복사 관리 방법의 고르지 않은 개발은 순환 또는 물 순환에 대한 원치 않는 예상치 못한 전역적 영향. 특정 지역의 표면을 밝게 하면 지역 온도가 변경되고 문제가 있는 끝으로 입자 및 물질의 이동이 변경될 수 있습니다. 또한 표면 기반 광택은 지역적 또는 전 세계적 규모에서 불공평한 개발을 야기하여 전력 역학을 변화시킬 가능성을 증가시킬 수 있습니다.

MCB(Marine Cloud Brightening)는 의도적으로 바다 스프레이를 사용하여 바다 위에 낮은 수준의 구름을 뿌려 더 밝고 두꺼운 구름층. 이 구름은 들어오는 방사선이 대기로 다시 반사되는 것 외에도 아래의 육지나 바다에 도달하는 것을 방지합니다.

약속:

MCB는 지역 규모에서 온도를 낮추고 산호 백화 현상을 방지할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 연구 및 초기 테스트는 최근 프로젝트를 통해 호주에서 어느 정도 성공을 거두었습니다. 그레이트 배리어 리프에서. 다른 응용 프로그램에는 해빙이 녹는 것을 막기 위해 빙하 위에 구름 씨를 뿌리는 것이 포함될 수 있습니다. 현재 제안된 방법은 해양 해수를 사용하여 천연 자원에 미치는 영향을 줄이고 세계 어디에서나 수행할 수 있습니다.

위협:

MCB에 대한 인간의 이해는 매우 불확실합니다. 완료된 테스트는 제한적이고 실험적이며, 글로벌 또는 로컬 거버넌스를 요구하는 연구원 생태계를 보호하기 위해 생태계를 조작하는 윤리에 관한 것입니다. 이러한 불확실성 중 일부는 지역 생태계에 대한 냉각 및 햇빛 감소의 직접적인 영향에 대한 질문과 인간 건강 및 기반 시설에 대한 공기 중 입자 증가의 알려지지 않은 영향에 대한 질문을 포함합니다. 이들 각각은 MCB 솔루션의 구성, 배포 방법 및 예상되는 MCB의 양에 따라 달라집니다. 씨앗을 뿌린 구름이 물의 순환을 통해 이동함에 따라 물, 소금 및 기타 분자는 지구로 되돌아갑니다. 염분 퇴적물은 주거지를 포함한 건축 환경에 영향을 미칠 수 있습니다., 악화를 가속화함으로써. 이러한 퇴적물은 또한 토양 함량을 변경하여 영양분과 식물의 성장 능력에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 광범위한 우려는 MCB와 함께 미지의 표면을 긁습니다.

SAI, 알베도 수정 및 MCB가 들어오는 태양 복사를 반사하는 동안 CCT(Cirrus Cloud Thinning)는 증가하는 나가는 복사를 살펴봅니다. 권운은 열을 흡수하고 반사합니다., 방사선의 형태로 다시 지구로. Cirrus Cloud Thinning은 이러한 구름에 의해 반사되는 열을 줄이고 대기에서 더 많은 열을 방출하여 이론적으로 온도를 낮추기 위해 과학자들에 의해 제안되었습니다. 과학자들은 이러한 구름이 엷어질 것으로 예상합니다. 입자로 구름을 뿌린다 수명과 두께를 줄이기 위해.

약속:

CCT는 대기를 탈출하는 방사선의 양을 증가시켜 지구 온도를 낮출 것을 약속합니다. 현재 연구에 따르면 이것이 수정하면 물 순환 속도가 빨라질 수 있습니다., 강수량 증가 및 가뭄에 취약한 지역 혜택. 새로운 연구에 따르면 이러한 온도 감소가 도움이 될 수 있습니다. 느린 해빙 녹기 극지 만년설을 유지하는 데 도움을 줍니다. 

위협: 

2021년 기후 변화에 관한 정부 간 패널(IPCC) 보고서는 기후 변화와 물리 과학에 대해 그 CCT는 잘 이해되지 않습니다. 이러한 유형의 날씨 수정은 강수 패턴을 변경하고 생태계와 농업에 알려지지 않은 영향을 미칠 수 있습니다. CCT에 대해 현재 제안된 방법에는 구름에 미립자 물질을 분사하는 것이 포함됩니다. 일정량의 입자가 구름을 얇게 만드는 데 기여할 것으로 예상되는 반면, 입자의 과잉 주입 대신 구름에 씨앗을 뿌릴 수 있습니다. 이러한 씨앗 구름은 얇아지고 열을 방출하는 대신 더 두꺼워지고 열을 가두게 될 수 있습니다. 

스페이스 미러 들어오는 햇빛을 리디렉션하고 차단하기 위해 연구자들이 제안한 또 다른 방법입니다. 이 방법은 반사율이 높은 물체 배치 들어오는 태양 복사를 차단하거나 반사하기 위해 우주에서.

약속:

우주 거울은 다음과 같이 예상됩니다. 방사선의 양을 감소 행성에 도달하기 전에 정지시켜 대기권에 진입합니다. 이것은 더 적은 열이 대기로 들어가고 지구를 냉각시키는 결과를 가져올 것입니다.

위협:

공간 기반 방법은 매우 이론적이며 문헌 부족 경험적 데이터. 이러한 유형의 프로젝트의 영향에 대해 알려지지 않은 것은 많은 연구자들이 우려하는 부분 중 하나일 뿐입니다. 추가 우려 사항에는 우주 프로젝트의 비용이 많이 드는 특성, 지구 표면에 도달하기 전에 방사선 방향을 바꾸는 직접적인 영향, 해양 동물의 별빛을 줄이거나 제거하는 간접적인 영향이 포함됩니다. 천체 항법에 의존하다, 가능성 해지 위험, 그리고 국제 우주 거버넌스의 부족.

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더 멋진 미래를 향한 움직임?

행성 온도를 낮추기 위해 태양 복사를 방향 전환함으로써, 일사 관리는 문제를 정면으로 다루기보다는 기후 변화의 증상에 답하려고 시도합니다. 이 연구 영역은 잠재적인 의도하지 않은 결과로 만연합니다. 여기서 위험-위험 평가는 대규모 프로젝트를 구현하기 전에 프로젝트의 위험이 지구에 대한 위험 또는 기후 변화의 위험에 상응하는 가치가 있는지 결정하는 데 중요합니다. SRM 프로젝트가 지구 전체에 영향을 미칠 가능성은 자연 환경에 대한 위험, 지정학적 긴장 악화 및 글로벌 불평등 증가에 대한 영향을 포함하는 모든 위험 분석의 필요성을 보여줍니다. 지역 또는 지구 전체의 기후를 변경하려는 계획에서 프로젝트는 형평성 및 이해 관계자 참여를 중심으로 고려해야 합니다.