能技术,改变地球的气候控制系统帮助我们限制全球气温上升?尼娜Notman调查
“人是无意中进行一个巨大的地球物理实验。在几代他慢慢地燃烧化石燃料是堆积在地球在过去的5亿年里,“说美国总统林登·约翰逊1965年的科学报告。的气候变化可能产生的二氧化碳含量增加可能是有害的,从人类的角度来看,“它了。
措辞不太不同的最新一轮的2013 - 2014年发表的科学报告政府间气候变化专门委员会(IPCC)。区别,近50年来,参与的科学家提出的解决方案。在[1965]报告,气候变化的解决方案,提出我们现在称之为地球工程的社会科学家解释说史蒂夫·雷纳同时也是牛津牛津大学的地球工程计划,英国。“没有什么关于减少温室气体排放甚至适应。”
1965年的报告在很大程度上被忽视了。今天,缓解路线减排等首选(尽管没有广泛采用)方法来应对气候变化。适应气候变化的不利影响——比如使用防洪是第二选择,但非常互补的方法。地球工程,也称为气候工程,仍然是一个遥不可及的想法以最小的研究已经开展到目前为止其生存能力。
进展缓慢
看起来令人惊讶,因为全球正在变暖的惊人的速度,潜在技术快速修复削减温度还没有探索。即使做研究这个话题一直被认为非常有争议的从一开始,”雷纳解释道。
有些人觉得它提出了保险公司将所谓的道德风险。这个想法如果你减少伤害的可能性,人们提高他们倾向于危险的行为。道德风险,在这种情况下,如果你甚至伸出地球工程的可能性,有一种方法来解决气候变化的影响,这将减少人们的动力参与温室气体减排活动,”他说。
也有担心,气候工程学,甚至进行小型室外实验测试技术,可能会威胁到全球安全。“如果一个国家或国家集团从事工程活动,这可能会导致国际与国家关系紧张激烈反对活动或觉得他们被负面影响,”雷纳说。
“不幸的事地球气候系统的工作原理是,很擅长传送本地全球其他国家发生了什么,所以就很难有区域性,”解释道Piers Forster,英国利兹大学的气候科学家。这意味着,即使是小规模的实验将会影响到整个地球。尽管影响是全球性的,计算机模拟完成为止表明会有强劲的地理差异。这不可避免地意味着一些国家将比其他人更好的气候工程活动。”,将带来大量的伦理考虑我们是否应该这么做,”说的?福斯特。
这个争议意味着最小的研究发生了这些技术。因此不知道如果他们所需的冷却效果,或者他们会无法忍受副作用。2009年,英国皇家学会出版报告呼吁进一步气候工程研究。该报告建议英国政府每年花费£1000万10年在这一领域的研究。在报告发表以来的五年,不到£100万每年花在英国,雷纳说。“我们没有看到足够的投资,使我们能够更好地理解如果这是一个聪明的想法或一个愚蠢的人。”
促进云的反射率
的气候工程技术初探分为两大类:太阳辐射管理和二氧化碳清除。在第一类的目标是减少太阳光的强度撞击地球的大气,云或地球表面反射。但这些方法无助于治疗问题的根本原因——二氧化碳水平上升。这意味着其他人为二氧化碳造成的主要问题,如海洋酸化将继续有增无减。第二类的技术会减少大气中二氧化碳水平。
云光明是太阳辐射管理方法在实验室检查和使用计算机模型。没有户外实验。这个想法是为了喷海盐粒子海洋层积云在使用遥控船和巨大的漏斗。水滴自然形成粒子,所以把更多的海盐云意味着更多的水滴应该形式,因为这些是反思这应该提高云的自然反射阳光的能力。
福斯特一直主要以云模型的有效性和潜在的副作用光明作为英国资助项目的一部分IAGP(地球工程方案综合评估)。我们发现这种技术会有很多比我们想象的更困难,”他说。我们遇到的第一个问题是,只有某些类型的海洋云是敏感的。“?模型还表明,让粒子进入云层将会比第一次更困难吗?。
云光明也可能导致降水减少。但更大的问题是,你设置一些很奇特的地理变异,例如你会得到一个大的降雨减少,非洲萨赫勒地区,”福斯特说。这是一个大问题,因此需要更多的研究来了解云光明的可行性,他补充道。
模仿火山
注入反射到平流层气溶胶粒子是另一个技术目前在实验室中探索和利用计算机模型。再次,没有户外实验发生了。这种方法模拟了自然冷却后大型火山喷发:火山注入二氧化硫喷射到平流层,转换成反光的硫酸盐气溶胶。皮火山喷发后的[菲律宾]1991年,我们看到了一个相当强大的全球气温下降与阳光散射的增加有关,”火山学家解释说马修·沃森来自英国布里斯托尔大学的。这种冷却持续了大约两年。”这是我们感兴趣的潜在的效仿。
世界各地的一些团体正在探索这种可能性,以及华生这份工作香料(名为“平流层注入粒子气候工程)。香料项目的一个目标是确定一个合适的气溶胶粒子注入。我们感兴趣的问题:你能做得比硫酸?沃森说。一套天然矿物气溶胶,包括碳化硅、二氧化钛和钻石,已经在实验室检查但到目前为止,完美的粒子仍然遥遥无期。项目成员也设计——但不是建造——长管系留气球,充满氦气或氢气,通过它可以注入平流层气溶胶粒子。
利用计算机模型,香料项目正在探索这些注射的可行性和潜在的副作用。福斯特,沃森说,更多的研究是必要的任何决定之前注射硫酸盐气溶胶的适用性。
其他太阳辐射管理技术被认为是将巨大的镜子或数十亿反光气球到大气中,但这两个目前被广泛研究,由于成本问题。
症状缓解?
所有的太阳辐射管理方法有着潜在的灾难性的问题,被称为终止的效果。如果人类致力于使用这些技术减排(没有),然后突然停止,全球气温将在几年————回到他们会如果气候工程从未发生过。极快的全球温度上升会因此发生在很短的时间内。我认为几乎每个人都同意将是可怕的,绝对是灾难性的,”沃森说,因为不会有时间来适应。
这是其中一个主要原因沃森说,他不知道是否太阳辐射管理是一个好主意。然而,David Keith美国哈佛大学气候科学家的强烈支持者使用硫酸气溶胶注入与减排的努力。“很明显,如果你想长期气候风险管理必须把排放为零,”基斯说。但太阳能工程可以减少风险在短期内,当我们处理排放削减。”
注入他的建议是,硫酸盐气溶胶的体积逐渐增加非常避免最糟糕的全球变暖,但限制技术的不可预见的副作用的风险。他们可以增加回去再次削减碳排放。我认为这种方法很可能会提供福利的世界和最可控的风险和可测试的,”他说。
基斯认为,技术是现在足够成熟运行小型室外实验。我们正在开发一种极高的实验尚未运行,”他说。小,原位实验以及监管的情况下就可以开始把剩余的一些不确定性从实验室实验和造型,他补充道。基斯计划使用预装,推动气球,在平流层停留天数分布其负载。没有时间表时,这些实验可能会发生,但是,由于公众和政界的担忧气候工程周围的整个领域。进行实验的想法改变大气过程是无可非议的争议,和我们的实验只是一个提议,”他说。这将继续进化,直到资助,我们只会继续如果大幅公共资金,正式的审批程序和独立的风险评估。”
吸收股份有限公司2
二氧化碳去除技术可能使用与排放削减限制全球变暖,减少额外的二氧化碳水平。海洋铁受精就是这样一个碳dioxide-busting技术。浮游植物光合作用需要铁,在大约三分之一的海洋,他们的生长和繁殖受限于缺乏微量营养素。添加铁(可能是铁硫酸盐的形式)这些地区的海洋,应该提高光合活动,把额外的二氧化碳的地球大气层。
建模者已经初步看铁受精的可行性和一些小型田间试验也发生。然而,自2009年以来没有进行田间试验,由于治理问题。政治和公众忧虑也压扁资金的可用性。很多全球资助机构只是觉得这是一个土豆,太热的解释从南安普敦国家海洋学中心的Richard更具性价比,英国。更具性价比协调中心的铁受精研究直到资助几年前跑了出去。我认为是非常不幸的。如果我们要做出明智的决定,他们需要证据,”他说。
某人需要做一个相当大的实验添加铁、或一些材料含有铁,一个相当大的区域和看它长时间的一段时间。直到完成,用适当的造型,海洋的物理以及化学和生物学,我们不会在位置是否真的说这可能是一个有用的办法。”
考虑其他二氧化碳去除技术包括植树造林,在以前没有森林地区,将生物质转化为生物炭(木炭),然后可以锁定在土壤中。
气候工程是否有降低全球温度的作用,甚至是防止进一步上升,仍不确定。但科学家们在这个领域工作的明确的信息是,随着全球减排的努力仍然停滞,需要研究气候工程的可行性和风险,作为一个潜在的B计划,是必要的。如果我们不能正确地做正确的事——常规缓解,那么我们有什么做错的事情的机会——地球工程没有适当的研究?沃森说。
储存起来的问题
还有另一种技术可能有助于抵御全球气温上升:碳捕获和储存(CCS)。这包括捕获二氧化碳,否则将被释放从发电厂和大型工业场所、储存设施地下管道。因为这种技术捕捉二氧化碳排放之前,而不是吸收大气中的气体,这通常归类为一种缓解而非气候工程。CCS进一步比任何拟议的气候工程技术先进,并在2014年9月世界上第一个实现大规模CCS的汽轮机边界大坝电厂在萨斯喀彻温省,加拿大,是开启的。
斯图尔特-海斯泽尔丁,英国的爱丁堡大学的地球科学家出席开幕式:“这是一个重要的一步,因为它表明,你可以适合碳捕获到一个发电厂,通过管道和运输二氧化碳注入到地上。”在这里被捕获的二氧化碳注入附近的油田。CCS已经被研究了大约10年和高成本是缓慢的根本原因,Haszeldine说。就像任何其他技术开发,你建造一个核电站和学习,和学习转移到下一个,和学习转移到下一个,”在这个过程的成本将不可避免地下降。因此,政府补贴需要启动和运行的技术。但是,正如气候工程技术、资金对CCS是供不应求。政府一直非常谨慎支出任何纳税人的钱,”Haszeldine说。这就是为什么CCS只是出现在世界各地的一些地方的情况是对的。“英国目前有两个实力植物CCS项目在设计阶段,我们有三个由于从明年开始上网,加拿大另一个项目预计将在大约18个月,发射一个海上油田CCS项目在澳大利亚也被设计。
尼娜Notman位于索尔兹伯里的科学作家,英国
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