Создание климатической инженерии: глобальный взгляд на решения в области геоинженерии

Изменение климата, возможно, является самой острой проблемой, стоящей перед человечеством. Хотя сокращение выбросов парниковых газов имеет первостепенное значение, многие ученые и политики считают, что одних только усилий по смягчению последствий может быть недостаточно, чтобы предотвратить самые катастрофические последствия. Это привело к росту интереса к климатической инженерии, также известной как геоинженерия, как к потенциальному дополнительному подходу к решению проблемы глобального потепления. В этой статье представлен всесторонний обзор климатической инженерии, рассматриваются ее различные методы, потенциальные выгоды и риски, этические соображения и необходимость международного сотрудничества.

Что такое климатическая инженерия?

Климатическая инженерия, или геоинженерия, относится к набору технологий, направленных на преднамеренное вмешательство в климатическую систему Земли для противодействия последствиям выбросов парниковых газов. Эти технологии в основном делятся на две категории:

• Удаление углекислого газа (CDR): методы, которые удаляют углекислый газ (CO2) непосредственно из атмосферы.
• Управление солнечной радиацией (SRM): методы, которые уменьшают количество солнечной радиации, поглощаемой Землей.

Методы удаления углекислого газа (CDR)

Методы CDR направлены на устранение коренной причины изменения климата путем снижения концентрации CO2 в атмосфере. Некоторые известные методы CDR включают:

• Облесение и лесовосстановление: посадка деревьев на деградированных или бесплодных землях. Деревья поглощают CO2 из атмосферы в процессе фотосинтеза и накапливают его в своей биомассе. Примеры включают крупномасштабные проекты лесовосстановления в Китае и инициативы по облесению в районе Сахеля в Африке для борьбы с опустыниванием.
• Биоэнергия с улавливанием и хранением углерода (BECCS): выращивание биомассы для получения энергии, улавливание выбросов CO2 во время сгорания и хранение их под землей. Этот процесс может привести к чисто отрицательным выбросам. Электростанция Drax в Великобритании реализует пилотный проект BECCS.
• Прямое улавливание воздуха (DAC): использование специальных машин для извлечения CO2 непосредственно из атмосферы. Уловленный CO2 затем можно хранить под землей или использовать для создания ценных продуктов. Компания Climeworks в Швейцарии эксплуатирует установку DAC, которая улавливает CO2 и поставляет его в близлежащую теплицу.
• Удобрение океана: внесение питательных веществ, таких как железо, в океан для стимулирования роста фитопланктона. Фитопланктон поглощает CO2 из атмосферы в процессе фотосинтеза. Однако эффективность и потенциальное экологическое воздействие удобрения океана все еще изучаются.
• Усиленное выветривание: распространение измельченных силикатных пород на суше или в океане для ускорения естественного процесса выветривания, который поглощает CO2. Проект Vesta исследует использование оливинового песка на пляжах для усиления выветривания и удаления CO2 из атмосферы.

Методы управления солнечной радиацией (SRM)

Методы SRM направлены на уменьшение количества солнечного света, поглощаемого Землей, тем самым компенсируя эффект потепления, вызванный парниковыми газами. SRM не устраняет основную причину изменения климата, но потенциально может обеспечить быстрое охлаждающее воздействие. Некоторые известные методы SRM включают:

• Впрыск стратосферных аэрозолей (SAI): впрыскивание сульфатных аэрозолей в стратосферу для отражения солнечного света обратно в космос. Это имитирует охлаждающий эффект вулканических извержений. Это, пожалуй, самый обсуждаемый метод SRM, но он также представляет наибольшие риски и неопределенности.
• Осветление морских облаков (MCB): распыление морской воды в низколежащие морские облака для повышения их отражательной способности. Это отражало бы больше солнечного света обратно в космос. Исследователи в Австралии изучают MCB как способ защиты Большого Барьерного рифа от обесцвечивания кораллов.
• Космические отражатели: развертывание больших зеркал или отражателей в космосе для отклонения солнечного света от Земли. Это технологически сложный и дорогостоящий вариант.
• Модификация альбедо поверхности: увеличение отражательной способности поверхностей суши, таких как крыши и тротуары, для отражения большего количества солнечного света обратно в космос. Города по всему миру реализуют программы прохладных крыш для уменьшения эффектов городского острова тепла.

Потенциальные преимущества климатической инженерии

Технологии климатической инженерии предлагают несколько потенциальных преимуществ, в том числе:

• Быстрое охлаждение: методы SRM, в частности, могут обеспечить быстрое охлаждающее воздействие, потенциально смягчая наихудшие последствия изменения климата в краткосрочной перспективе. Это может иметь решающее значение для защиты уязвимых групп населения и экосистем от экстремальных погодных явлений.
• Снижение климатических рисков: методы CDR и SRM могут помочь снизить риски, связанные с изменением климата, такие как повышение уровня моря, экстремальные погодные явления и сбои в сельском хозяйстве.
• Дополнение к смягчению последствий: климатическая инженерия может дополнять усилия по смягчению последствий, выигрывая время для вступления в силу сокращения выбросов.

Потенциальные риски и проблемы климатической инженерии

Технологии климатической инженерии также представляют значительные риски и проблемы, в том числе:

• Непредвиденные последствия: климатическая инженерия может иметь непредвиденные и потенциально вредные последствия для окружающей среды и здоровья человека. Например, SAI может повлиять на характер осадков, разрушение озонового слоя и региональный климат.
• Моральный риск: доступность технологий климатической инженерии может снизить стимулы для сокращения выбросов парниковых газов. Это известно как проблема «морального риска».
• Этические проблемы: климатическая инженерия поднимает фундаментальные этические вопросы о том, кто должен решать, как манипулировать климатом Земли, и кто несет риски и выгоды.
• Проблемы управления: развертывание технологий климатической инженерии потребует международного сотрудничества и управления, чтобы гарантировать их ответственное и справедливое использование.
• Шок прекращения: если SRM будет внезапно прекращен, климат Земли может быстро потеплеть, что приведет к серьезным последствиям.
• Технологические проблемы: многие технологии климатической инженерии все еще находятся на ранних стадиях разработки и сталкиваются со значительными технологическими проблемами.
• Стоимость: стоимость развертывания технологий климатической инженерии может быть значительной, что вызывает вопросы об экономической доступности и распределении ресурсов.

Этические соображения

Климатическая инженерия поднимает сложные этические соображения, которые необходимо тщательно учитывать. Некоторые ключевые этические проблемы включают:

• Справедливость и равенство: климатическая инженерия может непропорционально приносить пользу одним регионам или группам, в то время как другим она наносит вред. Важно обеспечить, чтобы климатическая инженерия осуществлялась справедливо и равноправно.
• Прозрачность и участие общественности: решения о климатической инженерии должны приниматься прозрачно и с участием общественности.
• Ответственность и подотчетность: необходимо установить четкие линии ответственности и подотчетности за развертывание технологий климатической инженерии.
• Экологическая целостность: климатическая инженерия должна осуществляться таким образом, чтобы минимизировать вред окружающей среде и защищать биоразнообразие.
• Права человека: климатическая инженерия должна уважать права человека, включая право на здоровую окружающую среду.

Необходимость международного сотрудничества и управления

Учитывая глобальный характер изменения климата и потенциальные риски, связанные с климатической инженерией, международное сотрудничество и управление имеют важное значение. Необходима надежная международная структура для:

• Содействия исследованиям и разработкам: поощрения ответственных исследований и разработок технологий климатической инженерии.
• Оценки рисков и выгод: проведения тщательной оценки потенциальных рисков и выгод климатической инженерии.
• Установления этических принципов: разработки этических принципов для развертывания технологий климатической инженерии.
• Обеспечения прозрачности и участия общественности: содействия прозрачности и участию общественности в принятии решений о климатической инженерии.
• Предотвращения односторонних действий: предотвращения одностороннего развертывания технологий климатической инженерии отдельными странами без международного надзора.
• Рассмотрения ответственности и компенсации: создания механизмов для рассмотрения ответственности и компенсации за любой ущерб, причиненный климатической инженерией.

Несколько международных организаций и инициатив уже участвуют в обсуждениях по вопросам управления климатической инженерией, включая Программу ООН по окружающей среде (ЮНЕП), Межправительственную группу экспертов по изменению климата (МГЭИК) и Оксфордскую программу геоинженерии.

Примеры проектов по исследованию и разработке климатической инженерии по всему миру

Исследования и разработки в области климатической инженерии проводятся в различных странах мира. Вот несколько примеров:

• Соединенные Штаты: Национальные академии наук, инженерии и медицины опубликовали отчеты о стратегиях климатического вмешательства. Различные университеты проводят исследования по различным аспектам климатической инженерии.
• Соединенное Королевство: Оксфордская программа геоинженерии Оксфордского университета является ведущим центром исследований этических, юридических и социальных последствий геоинженерии.
• Германия: Центр океанических исследований GEOMAR имени Гельмгольца в Киле проводит исследования по удобрению океана и другим морским методам CDR.
• Австралия: Исследователи изучают осветление морских облаков как способ защиты Большого Барьерного рифа.
• Китай: Китай имеет крупномасштабную программу облесения, а также проводит исследования других технологий климатической инженерии.
• Швейцария: Climeworks эксплуатирует установку прямого улавливания воздуха, которая улавливает CO2 и поставляет его в близлежащую теплицу.

Роль климатической инженерии во всеобъемлющей климатической стратегии

Климатическую инженерию не следует рассматривать как замену сокращению выбросов парниковых газов. Скорее, ее следует рассматривать как потенциальный дополнительный подход к смягчению последствий изменения климата. Всеобъемлющая климатическая стратегия должна включать:

• Агрессивное смягчение последствий: быстрое сокращение выбросов парниковых газов за счет повышения энергоэффективности, возобновляемых источников энергии и других мер.
• Адаптация: адаптация к последствиям изменения климата, которые уже происходят или неизбежны.
• Климатическая инженерия: изучение потенциала климатической инженерии для дополнения усилий по смягчению последствий и адаптации, при тщательном учете рисков и этических последствий.

Заключение

Климатическая инженерия предлагает потенциальные преимущества для смягчения последствий изменения климата, но она также создает значительные риски и проблемы. Ответственный подход к климатической инженерии требует тщательного рассмотрения этических последствий, надежного международного сотрудничества и управления, а также приверженности сокращению выбросов парниковых газов. Климатическую инженерию следует рассматривать как дополнительный подход к смягчению последствий изменения климата и адаптации, а не как замену этим важным усилиям. По мере продолжения исследований и разработок в области климатической инженерии крайне важно участвовать в открытых и прозрачных дискуссиях о потенциальных преимуществах и рисках этих технологий и обеспечивать принятие решений о климатической инженерии справедливым, равноправным и устойчивым образом для всех.

Дополнительная литература и ресурсы

• Отчеты МГЭИК об изменении климата
• Отчеты Национальных академий наук, инженерии и медицины о климатическом вмешательстве
• Оксфордская программа геоинженерии
• Отчеты Программы ООН по окружающей среде (ЮНЕП) о геоинженерии
• Монитор геоинженерии

Отказ от ответственности

Эта статья в блоге предоставляет общую информацию о климатической инженерии и не предназначена для предоставления конкретных советов или рекомендаций. Взгляды, выраженные в этой статье в блоге, принадлежат автору и не обязательно отражают взгляды какой-либо организации или учреждения.