태양지질공학

Solar geoengineering
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성층권에 에어로졸을 주입하기 위해 연결된 풍선을 이용한 성층권 에어로졸 주입 연구 제안.

태양 지구 공학, 또는 태양 복사 수정은 인간이 야기한 기후 변화를 제한하거나 되돌리기 위해 태양 광선이 우주로 반사되는 기후 공학의 한 종류이다.온실 가스 배출을 줄이는 대체 수단이 아니라 온실 가스 배출을 줄이고 이산화탄소를 제거하는 동안 온난화를 제한하기 위한 임시 조치 역할을 할 수 있다.SRM에 대해 가장 많이 연구된 두 가지 방법은 성층권 에어로졸 주입과 해양 구름 [1]밝기입니다.

태양 지구 공학은 기후 [2]변화의 일부 또는 대부분을 예방할 수 있는 것으로 보인다.기후 모델은 지구, 지역 및 국지적인 기온과 강수량을 산업화 이전 수준으로 되돌릴 수 있음을 일관되게 보여준다.태양지질공학의 주요 장점은 태양지질공학이 전개되고 활성화되는 속도와 직접적인 기후 영향의 가역성이다.가장 널리 연구되고 있는 방법인 성층권 에어로졸 주입은 개인, 작은 주 또는 다른 비주류 불량 행위자들에게는 아직 도달이 불가능하지만, 기술적으로 실현 가능하고 비용 면에서 저렴해 보인다. 대신 그것은 적어도 하나의 그러한 생태계를 포함한 큰 국가 경제 또는 연합체의 배타적 영역일 것이다.태양 [3]지구 공학은 대기의 이산화탄소 농도를 직접적으로 낮추지 않을 것이고, 따라서 해양 산성화를 다루지 않을 것이다.태양 지구 공학이 과도하게 또는 제대로 분포되지 않은 사용 또는 갑작스럽고 지속적인 종료는 심각한 환경 위험을 초래할 수 있다.다른 부정적인 영향도 있을 수 있지만,[4] 연구가 거의 이루어지지 않았기 때문에 불확실하다.태양 지구 공학을 관리하는 것은 여러 가지 이유로 도전하고 있는데, 이를 혼자서 [4]할 수 있는 나라는 거의 없을 것이다.

개요

조작 수단

연도와 위치에 걸쳐 평균화된 지구의 대기는 [5]태양으로부터 340 W/m의2 태양 복사 강도를 받는다.대기 중의 온실 가스 농도가 높아짐에 따라, 지구가 흡수하는 햇빛의 양과 우주로 다시 방출되는 에너지의 양의 순 차이는 1980년 1.7 W/m에서2 [6]2019년 3.1 W/m로2 증가했다.복사 강제라고 불리는 이러한 불균형은 지구가 방출되는 것보다 더 많은 에너지를 흡수하여 지구 온도를 [7]상승시킨다는 것을 의미한다.태양지질공학의 목표는 지구의 알베도(반사율)를 증가시킴으로써 복사력을 감소시키는 것이다.입사 일사량의 약 1%만 증가하면 현재의 복사 강제력과 그에 따른 지구 온난화를 제거하기에 충분하며, 2%의 알베도 증가는 대기 이산화탄소 [8]농도를 두 배로 하는 효과를 대략 절반으로 줄일 수 있다.그러나, 온실 가스로 인한 온난화와 태양 지구 공학으로 인한 냉각은 위도와 계절에 따라 다르게 작동하기 때문에, 이러한 역효과는 불완전할 것이다.

잠재적인 역할

태양 지구 공학은 대체가 아닌 온실 가스 배출 감소, 이산화탄소 제거(이 둘을 합쳐 "경감"이라고 함) 및 적응 노력을 보완하는 것을 거의 보편적으로 의도하고 있다.예를 들어, 왕립학회는 획기적인 2009년 보고서에서 다음과 같이 말했다: "지질공학 방법은 기후변화 완화를 대체할 수 없으며, 기후 [9]변화에 대처하기 위한 광범위한 옵션의 일부로서만 고려되어야 한다."그러한 진술은 태양 지질 공학 출판물에서 매우 흔하다.

기후변화에 대한 잠재적 보완적 대응: 온실가스 배출 감소, 이산화탄소 제거, 태양지질공학 및 적응.원래는 '납킨 다이어그램'이라고 불리며 존 [10]셰퍼드가 그렸습니다.

태양 지구 공학은 효과의 속도를 통해 기후 변화로 인한 위험을 관리하는 데 두 가지 역할을 할 수 있습니다.첫째, 완화 및 적응이 계속 불충분하거나 예상보다 큰 기후 민감도, 티핑 포인트 또는 취약성으로 인해 기후변화 영향이 심각할 경우 태양 지구 공학은 이러한 예상 밖의 심각한 영향을 줄일 수 있다.이와 같이, 태양 지구 공학을 예비 계획으로 구현하는 지식은 일종의 위험 분산 또는 보험으로 작용할 것이다.둘째, 태양 지구 공학은 기후 변화 속도를 늦추거나 순 음의 배출이 대기 중 온실 가스 농도를 감소시킬 때까지 최악의 기후 영향을 제거함으로써 "시간 벌기"에 대한 적극적인 완화 및 적응과 함께 구현될 수 있다.(그림 참조).

태양 지구 공학은 [11]폭염을 제한하는 것과 같은 지역 기후를 안정시키는 수단으로 제안되었지만, 그 영향의 지리적 경계에 대한 통제는 매우 어려워 보인다.

역사

1965년 미국 대통령 린든 B가 작성한 랜드마크 보고서 "Restoring the Quality of Our Environment".존슨의 과학자문위원회는 화석연료에서 나오는 이산화탄소 배출의 해로운 영향에 대해 경고하고 "지구의 [12]알베도, 즉 반사율을 높이는 것"을 포함한 "기후 변화를 의도적으로 초래한다"고 언급했다.1974년에 러시아의 기후학자 미하일 부디코는 지구온난화가 심각한 위협이 된다면 성층권에서의 비행기 비행으로 대응할 수 있다고 제안했고, 유황을 태워서 햇빛을 [13]반사시키는 에어로졸을 만들었다.이산화탄소 제거와 함께, 태양 지구 공학은 미국 국립 [14]학술원의 1992년 기후변화 보고서에서 "지질 공학"으로 공동으로 논의되었다.이 주제는 2006년 [15]노벨상 수상자인 폴 크루첸이 영향력 있는 학술 논문을 발표하기 전까지 기후 과학 및 정책 공동체에서 근본적으로 금기시되었다.왕립 학회(2009)[16]와 미국 국립 학술원(2015, 2021)[17][18]의 주요 보고서가 뒤를 이었다.전 세계 연구비의 총액은 [19]연간 1,000만 달러 미만으로 미미합니다.태양 지구 공학에 대한 거의 모든 연구는 현재까지 컴퓨터 모델링이나 실험실 [20]테스트로 이루어져 있으며, 과학에 [21]대한 이해가 부족하기 때문에 더 많은 연구 자금이 필요하다.[22] 몇 가지 야외 테스트와 실험만이 진행되었습니다.하버드 대학교를 포함한 주요 학술 기관들이 태양 [23]지구 공학에 대한 연구를 시작했습니다.Degrees Initiative는 개발도상국에서 태양지질공학을 [24]평가하는 능력을 구축하기 위해 2010년에 설립된 영국의 등록된 자선단체입니다.2021년 미국 국립 과학, 엔지니어링 및 의학 아카데미 보고서는 5년간 [22]1억~2억 달러의 태양 지구 공학 연구에 대한 초기 투자를 권고했다.2022년 5월 태양광 반사 방식을 정책 포트폴리오에 포함하는 기후 위험 저감 종합 전략을 권고하기 위해 기후 오버슈트 위원회가 출범했으며, 2023년 유엔 기후변화회의에 앞서 최종 보고서를 발표할 예정이다.[25]

효과와 영향의 증거

연평균 기온(왼쪽 열)과 강수량(오른쪽 열)[26]에 대한 온실가스 및 태양 지질 공학 효과의 모델링 증거.첫 번째 행(a)은 21세기 말 온실가스 배출량이 적당히 높은 수준(RCP4.5. 5)이다.두 번째 행(b)은 동일한 배출 시나리오와 시간으로, 지구 온난화를 1.5℃까지 줄이기 위한 태양 지구 공학이다.세 번째 행(c)은 동일한 배출 시나리오이지만 가까운 미래에 태양 지질 공학 없이 지구 온난화가 1.5도일 것이다.두 번째 열과 세 번째 열 사이의 유사성은 태양 지구 공학이 기후 변화를 상당히 잘 줄일 수 있다는 것을 암시한다.

기후 모델은 태양 지질 공학이 중간 정도 규모일 경우 기후의 중요한 측면(예: 평균 및 극한 온도, 물 가용성, 사이클론 강도)을 하위 지역 [2]해결 시 산업화 이전의 값에 더 가깝게 가져올 수 있음을 일관되게 보여준다.(그림 참조).

기후변화에 관한 정부간 패널(IPCC)은 6차 평가 [27]: 69 보고서에서 다음과 같이 결론을 내렸다.

SRM은 탄소 및 물의 순환을 포함한 지구 및 지역 기후에 대한 GHG 증가의 영향을 일부 상쇄할 수 있습니다.그러나 지역적 규모와 계절적 시간 척도에서 상당한 잔류 또는 과잉 보상 기후 변화가 있을 것이며 에어로졸-구름-방사선 상호작용과 관련된 큰 불확실성이 지속될 것이다.SRM에 의한 냉각은 전지구적인 육상 및 해양 CO2 흡수원을 증가시키지만, 이것이 대기 중 CO2 증가를 막거나 지속적인 인공 배출 하에서의 해양 산성화에 영향을 미치지는 않을 것이다.SRM 기술이 신속하게 구현될 경우 급격한 물 주기 변화가 발생할 수 있습니다.높은 CO2 배출 시나리오에서 SRM이 갑작스럽고 지속적으로 종료되면 급격한 기후 변화가 발생할 수 있습니다.단, SRM의 단계적 폐지와 배출량 감소 및 CDR을 조합하면 이러한 종료 효과를 피할 수 있습니다.

2021년 미국 국립과학·공학·의학아카데미 보고서에는 다음과 같이 기술되어 있다. "이용 가능한 연구는 SG가 표면 온도를 낮추고 기후 변화에 의해 야기되는 일부 위험을 잠재적으로 개선할 수 있다는 것을 보여준다(예: 임계 기후의 '정점'을 넘지 않기 위해; 극단적인 날씨의 유해한 영향을 줄이기 위해)."[18]

태양 지구 공학은 인위적인 기후 변화를 불완전하게 보상할 것이다.온실가스는 지구 전체와 1년 동안 따뜻하지만, 태양 지질 공학은 낮은 위도와 반구 여름(햇빛의 입사각 때문에)에는 낮에만 빛을 더 효과적으로 반사한다.배치 체제는 위도와 [28][29]계절별로 주입 속도를 변경하고 최적화함으로써 이러한 이질성을 보상할 수 있다.

일반적으로 온실가스는 지구 전체를 따뜻하게 하며, 전체적인 강수량 증가에 따라 공간적으로나 시간적으로나 불균등하게 강수 패턴을 변화시킬 것으로 예상된다.모델들은 태양 지구 공학이 이 두 가지 변화를 모두 보상할 것이지만 강수량보다는 온도에 더 효과적으로 작용할 것이라고 말한다.따라서 태양 지질공학을 사용하여 전지구 평균 온도를 산업화 이전 수준으로 완전히 되돌리는 것은 강수량 변화에 대해 과잉 보정할 수 있다.이로 인해 지구가 건조해지거나 가뭄을 일으킬 수 있다는 주장이 제기되었지만, 이는 태양 지질 공학의 강도(방사선 강제력)에 따라 달라질 것이다.게다가, 토양 수분은 평균 연간 강수량보다 식물에게 더 중요하다.태양 지구 공학은 증발량을 줄일 수 있기 때문에, 평균 연간 [30]강수량보다 토양 수분의 변화를 더 정확하게 보상합니다.마찬가지로, 열대 몬순의 강도는 기후 변화에 의해 증가하고 태양 지질 [31]공학에 의해 감소한다.열대 몬순 강도의 순 감소는 태양 지질 공학의 적당한 사용에서 나타날 수 있지만, 인간과 생태계에 미치는 영향은 몬순 시스템 밖의 더 큰 순 강수량에 의해 어느 정도 완화될 것이다.이로 인해 태양 지구 공학이 "아시아와 아프리카의 여름 몬순을 방해할 것"이라는 주장이 제기되었지만, 그 영향은 특정 구현 체제에 따라 달라질 것이다.

사람들은 기후 변화가 인간과 생태계에 미치는 영향 때문에 기후 변화에 대해 우려하고 있다.전자의 경우 농업이 특히 중요하다.대기 중 이산화탄소 농도 상승과 태양 지구 공학으로 인한 농업 생산성의 순증가 또한 더 많은 확산 빛과 이산화탄소의 수정 [32]효과의 조합으로 인해 일부 연구에 의해 예측되었다.다른 연구들은 태양 지구 공학이 [33]농업에 거의 영향을 미치지 않을 것이라고 시사한다.태양지질공학이 생태계에 미치는 영향에 대한 이해는 아직 초기 단계에 머물러 있다.기후 변화의 감소는 일반적으로 생태계를 유지하는 데 도움이 되지만, 그 결과 들어오는 햇빛이 더 확산되어 캐노피 성장에 비해 저생장에 유리할 것이다.

이점

온실가스 순배출 목표는 온실가스 감축과 이산화탄소 제거의 조합을 통해 달성될 수 있으며, 이후 지구온난화는 [34]멈추지만, 우리가 배출하는 것보다 더 많은 이산화탄소를 제거해야만 온도가 다시 내려갈 것이다.반면에 태양 지구 공학은 배치 [35]후 몇 달 안에 지구를 냉각시킬 수 있습니다. 따라서 우리는 배출량을 줄이고 이산화탄소 제거를 확대하면서 기후 위험을 줄이는 역할을 할 수 있습니다.성층권 에어로졸 주입은 기후 변화와 적극적인 완화 모두의 예상 비용과 비교하여 [3][36]구현에 대한 직접적인 재정 비용이 낮을 것으로 예상된다.마지막으로, 태양 지구 공학이 주는 직접적인 기후 영향은 짧은 시간 [35]내에 되돌릴 수 있습니다.

제한 및 리스크

위에서 설명한 온실 가스의 기후 효과가 불완전하게 취소되는 것 외에도, 태양 지구 공학에는 다른 중요한 문제들이 있다.

이산화탄소 농도 상승에 대한 불완전한 용액

1700년대와 1990년대 인공 CO에2 의한 해수면 pH 변화.이 해양2 산성화는 대기 중 CO가 감소하지 않는 한 여전히 큰 문제가 될 것이다.

태양 지구 공학은 대기의 온실가스를 제거하지 않기 때문에 해양 산성화와 [37]같은 이러한 가스의 다른 영향을 줄이지 않는다.태양 지구 공학 자체에 대한 반대는 아니지만, 이는 배출량 감소 제외에 대한 의존에 대한 반대론이다.

불확실성

태양 지구 공학에 대한 대부분의 정보는 기후 모델과 화산 폭발에서 나온 것으로, 둘 다 성층권 에어로졸 주입의 불완전한 유사점들이다.영향 평가에 사용되는 기후 모델은 과학자들이 인위적인 기후 변화의 영향을 예측하는 데 사용하는 것과 같다.이러한 기후 모델의 일부 불확실성(예: 에어로졸 미세 물리학, 성층권 역학 및 서브 그리드 스케일 혼합)은 특히 태양 지구 공학에 관련되며 향후 [38]연구의 대상이 된다.화산은 지속적인 주입이 [39]아닌 단일 펄스로 성층권에 물질을 방출하기 때문에 불완전한 유사물이다.실용적 연구가 [4]거의 이루어지지 않았기 때문에 모델링은 불확실하다.

유지보수 및 종료 충격

태양 지구 공학 효과는 일시적일 것이고, 따라서 장기적인 기후 복구는 충분한 이산화탄소가 [40][41]제거될 때까지 장기적인 배치에 의존할 것이다.만약 태양 지구 공학이 상당한 온난화를 가리고, 갑자기 멈추고, 1년 정도 안에 재개되지 않는다면, 기후는 빠르게 [42]따뜻해질 것이다.지구 온도는 태양 지구 공학이 없었다면 존재할 수 있었던 수준으로 빠르게 상승할 것이다.급격한 온도 상승은 같은 규모의 점진적인 상승보다 더 심각한 결과를 초래할 수 있습니다.그러나 일부 학자들은 종료된 배치 체제를 재개하는 것이 주 정부의 이익에 부합하기 때문에 이러한 종료 충격을 예방하는 것이 상당히 쉬워 보인다고 주장했습니다. 그리고 인프라와 지식이 중복되고 탄력적으로 만들어질 수 있기 때문에 주정부는 이러한 이익에 따라 행동하고 원치 않는 태양 전지엔진을 단계적으로 폐기할 수 있습니다.에어링[43][44]

어떤 사람들은 태양 지구 공학이 "기본적으로 [45][46]멈추는 것은 불가능할 것"이라고 주장한다.이는 장기적인 도입 전략에만 해당됩니다.단기적이고 일시적인 전략은 이행을 수십 [47]년으로 제한할 것이다.어떤 경우든, 태양 지구 공학은 단계적으로 [citation needed]폐지될 수 있다.

의견 불일치와 통제

태양지질공학의 기후 모델은 최적 또는 일관된 구현에 의존하지만, 국가 및 기타 행위자들은 태양지질공학의 사용 여부, 방법 및 정도에 대해 의견이 다를 수 있다.이는 차선의 배치를 초래하고 국제적 [48]긴장을 악화시킬 수 있다.

일부 관측통들은 태양 지구 공학이 군사화되거나 무기화될 가능성이 높다고 주장한다.그러나 태양 지구 공학이 [49]부정확할 수 있기 때문에 무기화는 논란이 되고 있다.그럼에도 불구하고,[50] 태양 지구 공학을 무기화하는 것을 금지하는 유엔 군사 및 기타 환경 수정 기술의 적대적 사용에 관한 협약이 1978년에 발효되었다.

불필요한 사용 또는 조기 사용

국가들이 적절한 예방 조치나 연구 없이 태양 지구 공학을 사용하기 시작할 위험이 있다.적어도 성층권 에어로졸 주입에 의한 태양 지구 공학은 잠재적 영향에 비해 직접적인 구현 비용이 낮은 것으로 보인다.이로 인해 다른 문제 [51][52]구조가 생성됩니다.배출량 감소와 이산화탄소 제거 제공은 집단 행동 문제를 야기하지만(대기 중 이산화탄소 농도를 낮추는 것은 공공재이기 때문에), 단일 국가 또는 소수의 국가가 태양 지구 공학을 구현할 수 있다.많은 나라들이 태양 지구 [4]공학에 착수하기 위한 재정 및 기술 자원을 가지고 있다.

데이비드 빅터는 태양 지구 공학이 "자칭 지구의 보호자"[53][54]라고 자처하는 부유한 개인인 "그린핑거"의 손에 닿는 곳에 있다고 제안합니다.다른 사람들은 동의하지 않고 주정부가 태양 지구 [55]공학에 대한 통제를 유지할 것이라고 주장한다.

효과의 분포

기후 변화와 태양 지구 공학 둘 다 다양한 그룹의 사람들에게 다르게 영향을 미칠 것이다.일부 관측통들은 태양 지구 공학이 필연적으로 "승자와 패자"를 만들어 낸다고 묘사한다.그러나 모델은 적당한 강도로 태양 지구 공학이 산업화 이전 [citation needed]조건에 가까운 지구의 거의 모든 지역의 중요한 기후 값을 반환할 것임을 나타낸다.즉, 모든 사람이 산업화 이전의 조건을 선호한다면, 그러한 적당한 사용은 파레토 개선일 수 있다.

개발도상국은 기후 변화에 더 취약하기 때문에 특히 중요하다.다른 모든 것이 동등하다면, 그들은 태양 지구 공학을 현명하게 사용함으로써 가장 많은 이득을 얻을 수 있다.관측자들은 때때로 태양 지구 공학이 개발도상국에 더 큰 위험을 초래한다고 주장한다.열대 몬순에 대한 잠재적 혼란이 우려되지만, 태양 지구 공학이 원치 않는 환경적 영향이 개발도상국에서 훨씬 더 클 것이라는 증거는 없다.그러나 어떤 의미에서는, 이러한 리스크가 크다는 주장은 그들이 온실가스로 인한 기후 변화에 더 취약하다는 것과 같은 이유로 사실이다: 개발도상국들은 취약한 인프라와 제도를 가지고 있고, 그들의 경제는 농업에 더 많이 의존하고 있다.따라서 온실가스와 태양지질공학에 의한 모든 기후 변화에 더 취약하다.

경감 경감

태양지질공학의 존재는 [56]완화를 위한 정치적, 사회적 추진력을 감소시킬 수 있다.위험 보상은 더 정확한 용어일 수 있지만, 이것은 일반적으로 잠재적 "도덕적 위험"이라고 불려왔다.이러한 우려는 많은 환경 단체와 운동가들이 태양 지질 [57]공학을 옹호하거나 논의하는 것을 꺼리게 만든다.그러나, 몇몇 여론 조사와 초점 그룹은 태양 지질 공학에 직면하여 배출량 감소를 증가시키고 싶다는 주장 또는 효과가 [58][59][60][61][62][63][64]없다는 증거를 발견했다.마찬가지로, 일부 모델링 작업은 태양 지구 공학 위협으로 인해 실제로 배출 감소 [65][66][67][68]가능성이 증가할 수 있음을 시사한다.

하늘과 구름에 미치는 영향

에어로졸이나 구름 덮개를 사용하여 태양 복사를 관리하려면 직접 및 간접 태양 복사의 비율을 변경해야 한다.이것은 식물의[69] 생명과 태양 [70]에너지에 영향을 미칠 것이다.광합성에 유용한 가시광선은 미에 [71]산란 메커니즘으로 인해 태양 스펙트럼의 적외선 부분보다 비례적으로 감소한다.그 결과, 대기 태양 지구 공학의 배치는 지금부터 [73]21세기 말까지 식물성 플랑크톤, 나무 및 작물의 성장률을 최소 2 - 5% 감소시킬 것이다.균일하게 감소된 [74]순 단파 방사선은 실리콘 광전지의 밴드갭 때문에 태양 광전지에 동일한 > 2 - 5%의 피해를 줄 것이다.

제안 양식

대기권

성층권 에어로졸 분사

기후공학을 위한 성층권 입자 주입
주요 기사:성층권 에어로졸 분사

반사 에어로졸을 성층권에 주입하는 것이 가장 지속적인 관심을 받고 있는 제안된 태양 지구 공학 방법이다.기후변화에 관한 정부간 패널은 성층권 에어로졸 주입이 "온도를 1.5°[75]C 이하로 제한할 수 있다는 높은 동의와 함께 가장 연구된 SRM 방법"이라고 결론지었다. 이 기술은 [76]화산의 폭발로 인해 자연적으로 발생하는 냉각 현상을 모방할 것이다.황산염은 화산 폭발과 자연 유사성이 있기 때문에 가장 일반적으로 제안된 에어로졸이다.광영동 입자, 이산화티타늄, 다이아몬드 등의 대체 재료가 [77][78][79][80][81]제안되었다.맞춤형 항공기를 통한 배송이 가장 타당해 보이며, 때때로 포와 풍선이 [82][83][84]논의되기도 한다.예상되는 온실 온난화에 대응하기 위해 충분한 양의 유황을 공급하는데 드는 연간 비용은 50억에서 100억 [85]달러로 추산된다.이 기술은 전지구 평균 음의 [86]힘을 3.7 W/m2 이상 제공할 수 있으며, 이는 이산화탄소의 두 배로 인한 온난화를 완전히 상쇄하기에 충분하다.

해양 구름의 밝기

주요 기사:해양 구름의 밝기

대기 중에 바닷물을 뿌려 [87]구름의 반사율을 높이는 작업을 하는 존 래텀과 스티븐 솔터가 제안하는 등 다양한 구름 반사율 방법이 제시되고 있다.분무에 의해 생성된 추가적인 응축핵은 기존 구름의 방울 크기 분포를 변화시켜 [88]더 하얗게 만들 것이다.분무기는 Flettner 선박으로 알려진 무인 회전익 선박의 함대를 사용하여 바닷물에서 생성된 안개를 공기 중으로 분사하여 구름을 두껍게 하고,[89] 따라서 지구로부터의 더 많은 방사선을 반사시킬 것이다.미백 효과는 구름을 희게 만드는 아주 작은 구름 응축 핵을 사용하여 만들어지는데, 이것은 투메이 효과로 구름을 희게 만듭니다.

이 기술은 전지구 평균 부력 [86]3.7 W/m2 이상을 제공할 수 있으며, 이는 대기 중 이산화탄소 농도가 두 배로 증가했을 때의 온난화 효과를 되돌리기에 충분하다.

서커스 구름의 얇아짐

주요 기사: Cirrus 클라우드 솎아내기

자연 권운은 순 온난화 효과가 있는 것으로 알려져 있다.이것들은 다양한 물질의 주입에 의해 분산될 수 있다.이 방법은 들어오는 단파 복사를 줄이는 대신 나가는 장파 복사를 증가시키기 때문에 태양 지구 공학이 아니다.그러나 다른 태양 지질 공학 방법처럼 물리적 특성, 특히 거버넌스 특성을 일부 공유하기 때문에 [90]종종 포함된다.

해양유황주기강화

주요 기사:해양 수정

철분(일반적으로 온실 가스 교정 방법으로 간주되는)으로 일부분을 비료화함으로써 자연 해양 유황 순환을 향상시키면 [91][92]햇빛의 반사도 증가할 수 있다.이러한 수정은, 특히 남해에서, 디메틸 황화물 생산을 증가시키고, 결과적으로 구름 반사율을 높일 것이다.이것은 잠재적으로 남극의 얼음이 [citation needed]녹는 것을 늦추기 위해 지역 태양 지구 공학으로 사용될 수 있다.이러한 기술은 탄소를 격리시키는 경향이 있지만, 구름 알베도의 강화도 영향을 미칠 수 있는 것으로 보인다.

지상파

표면의 반사율을 높이는 것은 국지적인 냉각을 크게 만들 수 있지만 일반적으로 비효율적인 태양 지구 공학 접근법이 될 수 있다.

쿨루프

여러 종류의 지붕의 알베도
주요 기사 : 반사면 (기후공학)

일부 지역(특히 캘리포니아)[93]에서는 '쿨 루프' 기술로 알려진 태양 복사를 반사하기 위해 지붕 재료를 흰색 또는 옅은 색으로 도장하는 것이 권장되고 있습니다.이 기법은 시술에 사용할 수 있는 제한된 표면적에 의해 궁극적인 효과가 제한됩니다.이 기법은 도시 또는 모든 정착촌의 [86]처리 여부에 따라 0.01~0.19 W/m의2 전지구 평균 음의 힘을 제공할 수 있다.이는 대기 중 이산화탄소의 2배로 인한 양의 힘 3.7 W/m에2 비해 작다.또한 소규모의 경우 단순히 다른 재료를 선택하는 것만으로 거의 또는 무료로 달성할 수 있지만, 대규모로 구현하면 비용이 많이 들 수 있습니다.2009년 Royal Society 보고서는 "땅 표면의 1%(약12 1000만2)를 덮는 '흰 지붕 방식'의 전체 비용은 연간 약 3000억 달러가 될 것이며,[94] 이는 고려된 가장 덜 효과적이고 가장 비싼 방법 중 하나가 될 것"이라고 명시하고 있다.하지만, 그것은 이산화탄소를 배출하고 지구 온난화에 기여하는 에어컨의 필요성을 줄일 수 있다.

바다와 얼음의 변화

광구 상층에 떠 있는 미세한 기포를 이용한 해양 거품도 제안되고 있다.비용이 덜 드는 제안은 단순히 기존 선박의 [95]웨이크업을 연장하고 밝게 하는 것이다.

북극 해빙 형성은 깊고 차가운 물을 지표로 [96]퍼올림으로써 증가할 수 있다.해빙(및 육지) 얼음은 실리카 [97]구와 함께 알베도를 증가시킴으로써 두꺼워질 수 있다.바다로 흘러드는 빙하는 [98]빙하로 가는 따뜻한 물의 흐름을 막음으로써 안정될 수 있다.소금물은 바다에서 퍼올려져 서남극 [99][100]빙상 위로 눈이 내릴 수 있다.

식생

열대지역의 산림재림은 냉각효과가 있다.알베도를 [101]높이기 위해 초원에 대한 변화가 제안되었다.이 기술은 0.64 W/m의2 전지구 평균 음의 [86]힘을 줄 수 있으며, 이는 이산화탄소의 두 배로 인한 3.7 W/m의2 양의 힘을 상쇄하기에는 불충분하지만 약간의 기여를 할 수 있다.알베도가 높은 상업용 작물을 선정하거나 유전자 조작하는 것이 [102]제안되었다.이것은 농부들이 단순히 한 품종에서 다른 품종으로 바꾸면서 상대적으로 실행이 간단하다는 장점이 있다.온대 지역에서는 이 [103]기법의 결과로 1°C의 냉각이 발생할 수 있습니다.이 기술은 생물지질공학의 한 예이다.이 기술은 0.44 W/m의2 전지구 평균 음의 [86]힘을 줄 수 있으며, 이는 이산화탄소의 두 배로 인한 3.7 W/m의2 양의 힘을 상쇄하기에는 불충분하지만 약간의 기여를 할 수 있다.

공간 기반

주요 기사 : 스페이스 차양과 스페이스 미러 (기후공학)
지구 온난화를 완화하는 우주 렌즈의 기본 기능.실제로는 1000km 직경 렌즈로도 충분하며, 단순화된 이미지보다 훨씬 작습니다.또한 프레넬 렌즈로서는 두께가 몇 밀리미터밖에 되지 않습니다.

우주 기반 태양 지구 공학 프로젝트는 대부분의 논객들과 과학자들에 의해 매우 비싸고 기술적으로 어려운 것으로 보여지고 있으며, 왕립 학회는 "태양광 지구 공학이 적용 가능한 것으로 간주될 수 있는 비교적 짧은 기간 동안 이러한 우주 기반 함대를 배치하는 데 드는 비용"을 제안하고 있다.s) 다른 태양 지질 공학 [104]접근법과 경쟁하지 않을 것입니다."

몇몇 저자들은 지구에 도달하기 전에 아마도 지구와 태양 사이의 L1 지점에 매우 큰 회절 격자 또는 렌즈를 놓아 빛을 분산시킬 것을 제안했다.이러한 방식으로 프레넬 렌즈를 사용하는 것은 1989년 J. T.[105] Early에 의해 제안되었고, 1997년 Edward Teller, Lowell Wood 및 Roderick [106]Hyde에 의해 회절 격자가 제안되었습니다.2004년 물리학자이자 공상과학소설 작가인 그레고리 벤포드는 L 지점에1 떠 있는 불과 몇 밀리미터 두께의 오목한 회전 플레넬 렌즈가 지구에 도달하는 태양 에너지를 약 0.5%에서 1%까지 감소시킬 것이라고 계산했다.그는 이를 위해 미화 약 100억 달러가 소요될 것으로 추정했으며,[107] 수명 동안 추가로 100억 달러의 지원 비용이 소요될 것으로 추정했습니다.한 가지 문제는 태양풍이 그러한 거대 구조물을 위치 밖으로 이동시키는 효과를 상쇄할 필요가 있다는 것이다.지구 주위를 도는 거울도 또 다른 [87][108]옵션이다.

거버넌스

태양광 지구 공학은 높은 레버리지, 낮은 직접 비용, 기술적 타당성 및 전력 [109]및 관할권 문제로 인해 여러 가지 거버넌스 과제를 제기합니다.태양 지구 공학은 바람직할 수도 있지만 광범위한 참여를 필요로 하지 않는다.국제법은 일반적으로 합의되어 있기 때문에, 이것은 광범위한 참여가 요구되는 기후 변화를 줄이기 위한 완화와는 반대되는 참여의 도전을 낳는다.태양지질공학의 배치를 누가 통제할 것인지, 그리고 그 배치를 어떤 거버넌스 체제에서 감시하고 감독할 수 있는지에 대해 폭넓게 논의한다.태양 지구 공학에 대한 거버넌스 프레임워크는 장기간에 걸쳐 다자간 약속을 포함할 수 있을 정도로 충분히 지속 가능해야 하지만, 정보의 획득, 기술 발전 및 시간의 경과에 따른 관심 변화에 따라 유연해야 한다.

법률 및 규제 시스템은 사회가 수용할 수 있는 결과를 허용하는 방식으로 태양 지구 공학을 효과적으로 규제하는 데 있어 중대한 도전에 직면할 수 있다.일부 연구자들은 태양 지구 공학 배치에 대한 세계적인 합의를 도출하는 것은 매우 어려울 것이며 대신 전력 블록이 [110]출현할 것이라고 제안했다.그러나 주정부가 특정 태양 지구 공학 정책을 선택하는데 협력해야 하는 상당한 동기가 있으며, 이는 일방적인 배치를 다소 가능성이 낮은 [111]사건으로 만든다.

2021년, 미국 국립과학원, 공학 및 의학원은 태양 지질 공학 연구와 연구 거버넌스를 위한 합의 연구 보고서 권고안을 발표하면서 다음과 같은 [112]결론을 내렸다.

[A] 기후 대응 옵션에 대한 정책 입안자들의 이해를 높이기 위해 연구에 대한 전략적 투자가 필요하다.미국은 태양광 지구공학의 기술적 실현가능성과 효과, 사회와 환경에 대한 가능한 영향, 그리고 공공의 인식, 정치와 경제 역학, 윤리와 같은 사회적 차원에 대한 이해를 증진하기 위해 다른 국가들과 협력하여 학문 간 연구 프로그램을 개발해야 한다.진부한 고려프로그램은 연구 행동 강령, 연구를 위한 공개 등록부, 옥외 실험 허용 시스템, 지적 재산에 대한 지침, 포괄적 공공 및 이해관계자 참여 [112]프로세스와 같은 요소를 포함하는 강력한 연구 거버넌스 하에서 운영되어야 한다.

대중의 태도와 정치

태양 지구 공학에 대한 태도와 의견에 대한 소수의 연구가 있었다.이들은 일반적으로 낮은 수준의 인식, 태양 지질 공학 구현에 대한 불안감, 신중한 연구 지원, 온실가스 배출 [113][114]감소에 대한 선호도를 발견한다.새로운 이슈에 대한 여론에서 흔히 볼 수 있듯이, 질문의 특정 표현과 맥락에 매우 민감하게 반응한다.대부분의 여론조사가 선진국의 주민을 대상으로 여론조사를 실시했지만, 기후변화 영향에 더 취약한 개발도상국 주민을 조사한 결과, [115][116][117]약간 더 높은 수준의 지지를 얻을 수 있었다.

이 주제에 대해 많은 논란이 있고, 따라서 태양 지구 공학은 매우 정치적인 문제가 되었다.태양지질공학에 관해 정부의 명확한 입장을 가진 나라는 없다.

태양 지구 공학 연구에 대한 지원은 거의 전적으로 기후 변화에 대해 우려하는 사람들로부터 나온다.일부 관측통들은 정치적 보수주의자, 기후 변화를 줄이기 위한 행동에 반대하는 사람들, 그리고 화석 연료 회사들이 태양 지구 공학 [118]연구의 주요 지지자라고 주장한다.하지만, 기후 행동에 반대하는 소수의 보수주의자만이 지지를 표명했고, 화석 연료 회사들이 태양 지구 [119]공학 연구에 관여하고 있다는 증거는 없다.대신, 이러한 주장은 종종 "지질 공학"이라는 더 넓은 용어 하에 태양 지구 공학 및 이산화탄소 제거(화석 연료 회사가 관련된 경우)를 혼동한다.

일부 환경 단체들은 태양 지구 공학[120][121][122] 연구를 지지하는 반면 다른 단체들은 [123]반대한다.

전술한 바와 같이 개발도상국의 이익과 역할은 특히 중요하다.[124]태양 방사선 관리 거버넌스 이니셔티브는 "SRM 연구와 그 거버넌스에 대한 정보에 입각한 국제적인 대화를 확대하고, 개발도상국이 이 논란이 많은 [125]기술을 평가할 수 있는 역량을 구축하는 것"을 목표로 하고 있습니다.다른 활동들 중에서, 그것은 글로벌 남부 지역의 연구원들에게 보조금을 제공한다.

2021년, 하버드 대학의 연구원들은 원주민 사미 사람들이 그들의 [126][127]고국에서 일어나는 실험에 반대하자 태양 지구 공학 실험 계획을 보류해야만 했다.비록 이 실험은 즉각적인 대기 실험을 수반하지는 않았지만, Saami Council 회원들은 보다 광범위하게 협의와 태양 지구 공학 부재를 반대했다.오사 라르손 블라인드 사미 평의회 부회장은 국제환경법센터 등이 주최한 패널 연설에서 "이는 인간으로서 살고 자연에 적응해야 한다는 우리의 세계관에 어긋난다"고 말했다.

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레퍼런스

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