行星防曬霜：太陽輻射改良

分解氣候地球工程第 3 部分

第 1 部分：無盡的未知數
第 2 部分：海洋二氧化碳去除
第 4 部分：考慮道德、公平和正義

太陽輻射修正 (SRM) 是氣候地球工程的一種形式，旨在增加反射回太空的陽光量，以扭轉地球變暖的趨勢。 增加這種反射率會減少進入大氣層和地球表面的陽光量，從而人為地冷卻地球。 

通過自然系統，地球反射和吸收陽光以維持其溫度和氣候，並與雲層、空氣中的顆粒、水和其他表面（包括海洋）相互作用。 現在， 沒有提議的自然或增強自然 SRM 項目，因此 SRM 技術主要屬於機械和化學類別。 這些項目主要尋求改變地球與太陽的自然相互作用。 但是，減少到達陸地和海洋的陽光量有可能擾亂依賴陽光直射的自然過程。

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擬議的機械和化學 SRM 項目

地球有一個內置系統，可以控制太陽輻射的進出量。 它通過反射和重新分配光和熱來實現這一點，這有助於調節溫度。 對這些系統的機械和化學操作感興趣的範圍從通過平流層氣溶膠注入釋放粒子到通過海洋雲增亮在靠近海洋的地方形成更厚的雲。

平流層氣溶膠注入 (SAI) 是有針對性地釋放空氣中的硫酸鹽顆粒，以增加地球的反射率，減少到達地面的陽光量和大氣中的熱量。 理論上類似於使用防曬霜，太陽能地球工程旨在將一些陽光和熱量重定向到大氣層之外，減少到達地表的量。

承諾：

這個概念是基於與強烈火山噴發同時發生的自然現象。 1991 年，菲律賓皮納圖博火山噴發，將氣體和火山灰噴入平流層，釋放出大量二氧化硫。 風在全球範圍內移動了兩年的二氧化硫，顆粒被吸收並 反射足夠的陽光使全球溫度降低 1 華氏度（0.6 攝氏度）.

威脅：

人類創造的 SAI 仍然是一個高度理論化的概念，幾乎沒有結論性的研究。 這種不確定性只會因注入項目需要進行多長時間以及如果（或何時）SAI 項目失敗、停止或缺乏資金會發生什麼的未知而加劇。 SAI 項目一旦開始就有潛在的無限期需求，並且 隨著時間的推移可能會變得不那麼有效. 大氣硫酸鹽注入的物理影響包括酸雨的可能性。 正如火山噴發所見，硫酸鹽顆粒在世界各地傳播， 可能會沉積在通常不受此類化學品影響的地區，改變生態系統和改變土壤 pH 值。 一種擬議的氣溶膠硫酸鹽替代品是碳酸鈣，這種分子預計具有與硫酸鹽類似的作用，但沒有那麼多的副作用。 然而，最近的模型研究表明碳酸鈣 可能對臭氧層產生負面影響. 入射陽光的反射引起了進一步的公平問題。 粒子的沉積，其來源未知，可能是全球性的，可能會造成實際或感知上的差異，從而加劇地緣政治緊張局勢。 在瑞典、挪威、芬蘭和俄羅斯的土著薩米人代表機構薩米人委員會對人類干預氣候表示擔憂後，瑞典的一個 SAI 項目於 2021 年暫停。 委員會副主席 Åsa Larsson Blind 表示 薩米人尊重自然及其過程的價值觀直接發生衝突 有了這種類型的太陽能地球工程。

基於表面的增亮/反照率修改旨在增加地球的反射率並減少留在大氣中的太陽輻射量。 而不是使用化學或分子方法， 基於表面的增亮旨在增加反照率，或反射率，通過對城市地區、道路、農田、極地地區和海洋的物理改變而改變。 這可能包括用反光材料或植物覆蓋這些區域以反射和重定向陽光。

承諾：

基於表面的增亮有望在局部基礎上提供直接冷卻特性——類似於樹葉如何遮蔽其下方的地面。 這種類型的項目可以在較小的規模上實施，即國家到國家或城市到城市。 此外，基於表面的增亮可能會有所幫助 扭轉許多城市和城市中心經歷的高溫 由於城市島嶼熱效應。

威脅：

在理論和概念層面上，基於表面的增亮似乎可以快速有效地實施。 然而，關於反照率修改的研究仍然很少，許多報告表明可能會產生未知和混亂的影響。 這些努力不太可能提供全球解決方案，但基於表面的增亮或其他太陽輻射管理方法的不均衡發展可能會 對循環或水循環的不利和不可預測的全球影響。 使某些區域的表面變亮可能會改變區域溫度並改變粒子和物質向有問題的方向移動。 此外，基於表面的增亮可能會導致局部或全球範圍內的不公平發展，從而增加改變權力動態的可能性。

海洋雲增亮 (MCB) 有目的地利用海浪在海洋上空播種低層雲，促進形成 更亮更厚的雲層. 除了將輻射反射回大氣層之外，這些雲還可以防止入射輻射到達下方的陸地或海洋。

承諾：

MCB 有可能在區域範圍內降低溫度並防止珊瑚白化事件。 研究和早期測試在澳大利亞取得了一些成功，最近的一個項目 在大堡礁。 其他應用可能包括在冰川上播種雲以阻止海冰融化。 目前提出的方法使用海洋海水，減少了它對自然資源的影響，並且可以在世界任何地方進行。

威脅：

人類對 MCB 的理解仍然非常不確定。 已經完成的測試是有限的和實驗性的，與 研究人員呼籲全球或地方治理 為了保護它們而操縱這些生態系統的倫理。 其中一些不確定性包括關於降溫和減少陽光對當地生態系統的直接影響的問題，以及空氣中顆粒物增加對人類健康和基礎設施的未知影響。 其中每一項都取決於 MCB 解決方案的構成、部署方法和預期的 MCB 數量。 隨著種子云在水循環中移動，水、鹽和其他分子將返回地球。 鹽沉積物可能影響建築環境，包括人類住房, 通過加速惡化。 這些沉積物還可能改變土壤含量，影響養分和植物生長的能力。 這些廣泛的擔憂觸及了 MCB 伴隨的未知數的表面。

SAI、反照率修改和 MCB 致力於反射入射的太陽輻射，而卷雲變薄 (CCT) 著眼於增加出射輻射。 卷雲吸收和反射熱量，以輻射的形式，回到地球。 科學家提出卷雲變薄，以減少這些雲反射的熱量，讓更多的熱量從大氣中散發出去，理論上可以降低溫度。 科學家預計通過 用粒子噴射雲層 以減少它們的壽命和厚度。

承諾：

CCT 承諾通過增加逃離大氣層的輻射量來降低全球溫度。 目前的研究表明，這 修改可能會加速水循環，增加降水量，使易受干旱影響的地區受益。 新的研究進一步表明，這種溫度下降可能有助於 緩慢的海冰融化 並幫助維護極地冰蓋。 

威脅： 

2021 年政府間氣候變化專門委員會 (IPCC) 氣候變化和物理科學報告指出 CCT 不是很了解. 此類人工影響天氣可能會改變降水模式並對生態系統和農業造成未知影響。 目前提出的 CCT 方法包括用顆粒物噴灑雲層。 雖然預計一定數量的粒子會導致雲層變薄，但粒子的過度注入 可能會播種雲. 這些種子云最終可能會變厚並吸收熱量，而不是變薄並釋放熱量。 

太空鏡 是研究人員提出的另一種重定向和阻擋入射陽光的方法。 這個方法提示 放置高反光物體 在太空中阻擋或反射入射的太陽輻射。

承諾：

太空鏡預計 減少輻射量 在它到達地球之前阻止它進入大氣層。 這將減少進入大氣層和冷卻地球的熱量。

威脅：

基於空間的方法是高度理論化的，並伴隨著 缺乏文獻 和經驗數據。 此類項目影響的未知數只是許多研究人員所關注的問題之一。 其他問題包括太空項目的成本高昂、在到達地球表面之前改變輻射方向的直接影響、減少或消除星光對海洋動物的間接影響 依靠天文導航， 潛力 終止風險，以及缺乏國際空間治理。

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走向更酷的未來？

通過改變太陽輻射的方向來降低行星溫度， 太陽輻射管理試圖解決氣候變化的症狀，而不是正面解決問題。 這一研究領域充滿了潛在的意想不到的後果。 在這裡，風險-風險評估對於在大規模實施任何項目之前確定項目的風險是否值得地球風險或氣候變化風險至關重要。 SRM 項目影響整個地球的潛力表明，任何風險分析都需要考慮對自然環境的風險、地緣政治緊張局勢的加劇以及對日益加劇的全球不平等的影響。 對於任何改變一個地區或整個地球氣候的計劃，項目都必須以公平和利益相關者參與為中心。