行星防晒霜：太阳辐射改良

分解气候地球工程第 3 部分

第 1 部分：无尽的未知数
第 2 部分：海洋二氧化碳去除
第 4 部分：考虑道德、公平和正义

太阳辐射修正 (SRM) 是气候地球工程的一种形式，旨在增加反射回太空的阳光量，以扭转地球变暖的趋势。 增加这种反射率会减少进入大气层和地球表面的阳光量，从而人为地冷却地球。 

通过自然系统，地球反射和吸收阳光以维持其温度和气候，并与云层、空气中的颗粒、水和其他表面（包括海洋）相互作用。 现在， 没有提议的自然或增强自然 SRM 项目，因此 SRM 技术主要属于机械和化学类别。 这些项目主要寻求改变地球与太阳的自然相互作用。 但是，减少到达陆地和海洋的阳光量有可能扰乱依赖阳光直射的自然过程。

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拟议的机械和化学 SRM 项目

地球有一个内置系统，可以控制太阳辐射的进出量。 它通过反射和重新分配光和热来实现这一点，这有助于调节温度。 对这些系统的机械和化学操作感兴趣的范围从通过平流层气溶胶注入释放粒子到通过海洋云增亮在靠近海洋的地方形成更厚的云。

平流层气溶胶注入 (SAI) 是有针对性地释放空气中的硫酸盐颗粒，以增加地球的反射率，减少到达地面的阳光量和大气中的热量。 理论上类似于使用防晒霜，太阳能地球工程旨在将一些阳光和热量重定向到大气层之外，减少到达地表的量。

承诺：

这个概念是基于与强烈火山喷发同时发生的自然现象。 1991 年，菲律宾皮纳图博火山喷发，将气体和火山灰喷入平流层，释放出大量二氧化硫。 风在全球范围内移动了两年的二氧化硫，颗粒被吸收并 反射足够的阳光使全球温度降低 1 华氏度（0.6 摄氏度）.

威胁：

人类创造的 SAI 仍然是一个高度理论化的概念，几乎没有结论性的研究。 这种不确定性只会因注入项目需要进行多长时间以及如果（或何时）SAI 项目失败、停止或缺乏资金会发生什么的未知而加剧。 SAI 项目一旦开始就有潜在的无限期需求，并且 随着时间的推移可能会变得不那么有效. 大气硫酸盐注入的物理影响包括酸雨的可能性。 正如火山喷发所见，硫酸盐颗粒在世界各地传播， 可能会沉积在通常不受此类化学品影响的地区，改变生态系统和改变土壤 pH 值。 一种拟议的气溶胶硫酸盐替代品是碳酸钙，这种分子预计具有与硫酸盐类似的作用，但没有那么多的副作用。 然而，最近的模型研究表明碳酸钙 可能对臭氧层产生负面影响. 入射阳光的反射引起了进一步的公平问题。 来源不明且可能是全球性的粒子沉积可能会造成实际或感知上的差异，从而加剧地缘政治紧张局势。 2021 年，在瑞典、挪威、芬兰和俄罗斯的土著萨米人代表机构萨米人委员会对人类干预气候表示担忧后，瑞典的一个 SAI 项目被暂停。 委员会副主席 Åsa Larsson Blind 表示 萨米人尊重自然及其过程的价值观直接发生冲突 有了这种类型的太阳能地球工程。

基于表面的增亮/反照率修改旨在增加地球的反射率并减少留在大气中的太阳辐射量。 而不是使用化学或分子方法， 基于表面的增亮旨在增加反照率，或反射率，通过对城市地区、道路、农田、极地地区和海洋的物理改变而改变。 这可能包括用反光材料或植物覆盖这些区域以反射和重定向阳光。

承诺：

基于表面的增亮有望在局部基础上提供直接冷却特性——类似于树叶如何遮蔽其下方的地面。 这种类型的项目可以在较小的规模上实施，即国家到国家或城市到城市。 此外，基于表面的增亮可能会有所帮助 扭转许多城市和城市中心经历的高温 由于城市岛屿热效应。

威胁：

在理论和概念层面上，基于表面的增亮似乎可以快速有效地实施。 然而，关于反照率修改的研究仍然很少，许多报告表明可能会产生未知和混乱的影响。 这些努力不太可能提供全球解决方案，但基于表面的增亮或其他太阳辐射管理方法的不均衡发展可能会 对循环或水循环的不利和不可预测的全球影响。 使某些区域的表面变亮可能会改变区域温度并改变粒子和物质向有问题的方向移动。 此外，基于表面的增亮可能会导致局部或全球范围内的不公平发展，从而增加改变权力动态的可能性。

海洋云增亮 (MCB) 有目的地利用海浪在海洋上空播种低层云，促进形成 更亮更厚的云层. 除了将辐射反射回大气层之外，这些云还可以防止入射辐射到达下方的陆地或海洋。

承诺：

MCB 有可能在区域范围内降低温度并防止珊瑚白化事件。 研究和早期测试在澳大利亚取得了一些成功，最近的一个项目 在大堡礁。 其他应用可能包括在冰川上播种云以阻止海冰融化。 目前提出的方法使用海洋海水，减少了它对自然资源的影响，并且可以在世界任何地方进行。

威胁：

人类对 MCB 的理解仍然非常不确定。 已经完成的测试是有限的和实验性的，与 研究人员呼吁全球或地方治理 为了保护它们而操纵这些生态系统的伦理。 其中一些不确定性包括关于降温和减少阳光对当地生态系统的直接影响的问题，以及空气中颗粒物增加对人类健康和基础设施的未知影响。 其中每一项都取决于 MCB 解决方案的构成、部署方法和预期的 MCB 数量。 随着种子云在水循环中移动，水、盐和其他分子将返回地球。 盐沉积物可能会影响建筑环境，包括人类住房, 通过加速恶化。 这些沉积物还可能改变土壤含量，影响养分和植物生长的能力。 这些广泛的担忧触及了 MCB 伴随的未知数的表面。

SAI、反照率修改和 MCB 致力于反射入射的太阳辐射，而卷云变薄 (CCT) 着眼于增加出射辐射。 卷云吸收和反射热量，以辐射的形式，回到地球。 科学家提出卷云变薄，以减少这些云反射的热量，让更多的热量从大气中散发出去，理论上可以降低温度。 科学家预计通过 用粒子喷射云层 以减少它们的寿命和厚度。

承诺：

CCT 承诺通过增加逃离大气层的辐射量来降低全球温度。 目前的研究表明，这 修改可能会加速水循环，增加降水量，使易受干旱影响的地区受益。 新的研究进一步表明，这种温度下降可能有助于 缓慢的海冰融化 并帮助维护极地冰盖。 

威胁： 

2021 年政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 气候变化和物理科学报告指出 CCT 不是很了解. 此类人工影响天气可能会改变降水模式并对生态系统和农业造成未知影响。 目前提出的 CCT 方法包括用颗粒物喷洒云层。 虽然预计一定数量的粒子会导致云层变薄，但粒子的过度注入 可能会播种云. 这些种子云最终可能会变厚并吸收热量，而不是变薄并释放热量。 

太空镜 是研究人员提出的另一种重定向和阻挡入射阳光的方法。 这个方法提示 放置高反光物体 在太空中阻挡或反射入射的太阳辐射。

承诺：

太空镜预计 减少辐射量 在它到达地球之前阻止它进入大气层。 这将减少进入大气层和冷却地球的热量。

威胁：

基于空间的方法是高度理论化的，并伴随着 缺乏文献 和经验数据。 此类项目影响的未知数只是许多研究人员所关注的问题之一。 其他问题包括太空项目的成本高昂、在到达地球表面之前改变辐射方向的直接影响、减少或消除星光对海洋动物的间接影响 依靠天文导航， 潜力 终止风险，以及缺乏国际空间治理。

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走向更酷的未来？

通过改变太阳辐射的方向来降低行星温度， 太阳辐射管理试图解决气候变化的症状，而不是正面解决问题。 这一研究领域充满了潜在的意想不到的后果。 在这里，风险-风险评估对于在大规模实施任何项目之前确定项目的风险是否值得地球风险或气候变化风险至关重要。 SRM 项目影响整个地球的潜力表明，任何风险分析都需要考虑对自然环境的风险、地缘政治紧张局势的加剧以及对日益加剧的全球不平等的影响。 对于任何改变一个地区或整个地球气候的计划，项目都必须以公平和利益相关者参与为中心。