先週の水曜日の夜、CNNのPresidential Climate Town Hallで民主党の各候補者が気候について議論しているのを見ながら、私は「なぜAndrew Yangだけがソーラー ジオエンジニアリングについて話しているのか」と問い続けました。”
確かに、彼は候補者の中で最も技術に精通していますが、すべての候補者が、私たちが持っている、そして持っていないさまざまな科学的ソリューションを理解する必要があります。
USGS
すべての候補者は、化石燃料を代替するというアイデアを持っていますが、この解決策の大きさや、それに必要な時間と費用を理解していません。
米国だけでも、20年間で約10兆ドルのコストがかかりますが、原子力がなければ、30年間で20兆ドルに倍増します。 世界全体では、65兆ドルの費用がかかりますが、原子力がなければ100兆ドル以上になります。 これらの数字は些細なものではなく、助けになるまでに費やすことはできそうにありません。
太陽地球工学とは、太陽光のごく一部を宇宙に反射させることで、熱を奪う温室効果ガスの影響を人間が意図的に減らすプロセスです。
奇妙に聞こえますが、それほど奇妙でもなければ、難しくもありません。
奇妙に聞こえますが、それほど奇妙でも難しくもありません。
地球温暖化の影響を減らすための世界的な戦略は3つあります – 温室効果ガスの排出量を削減する、…大気中からCO2を除去する、太陽放射を宇宙に反射させる。 最初の2つについては、温暖化を2℃程度に抑えるのに十分な変化をもたらすほど積極的ではありませんでしたが、今世紀の残りの期間に積極的に取り組むための時間を確保するために、今後20年間で太陽地球工学を行うことができます。 ハーバード大学のソーラー ジオエンジニアリング研究プログラムは、ソーラー ジオエンジニアリングの科学、技術、および公共政策に完全に特化した研究イニシアチブです。
しかし、このソリューションに適用されている科学者の数と資金はあまりにも少ないのです。
このアプローチにはいくつかの技術がありますが、成層圏にエアロゾル(細かい液滴や粉のような微粒子)を注入することで、太陽光を宇宙に散乱させ、下層大気に入る熱の量を減らして地球を冷やすことができます(図参照)。
海洋雲の増光も、太陽光を宇宙に反射させる方法の1つです。
地球工学には、地球温暖化に直接影響を与えるいくつかの方法があります: 1) 微粒子のエアロゾルを…
この分野の長年の研究者の一人であるハーバード大学のデビッド・キース博士によると、太陽電池によるジオエンジニアリングは、海面上昇や降水量などの気象パターンの変化など、予測される地球温暖化の副作用を抑えることができるとのことです。
なお、私たちは1世紀以上も前から、大気中に大量のCO2やその他の温室効果ガスを注入することで、間違った方向に大気をジオエンジニアリングしてきました。
現実を見てください。人類は、地球温暖化という惑星の危機に立ち向かうための機会を得ていないのです。 そして、どう考えても、私たちはそうするつもりはありません。 世界の排出量は増え続けています。
このことを実感するためには、気候科学者たちが、列車が大破するのを目の当たりにしながら、誰もそれに対して何もしようとしないときに起こる憂鬱、不安、PTSDのために、精神科医の助けを求めている様子を見ればよいのですが、あなたはその列車に乗っているのです。 他のどの国よりも、そしてかつてないほど多くの石油、ガス、石炭を生産しています。 トランプ政権は、ニクソン政権時代にさかのぼる80以上の環境規則を廃止しようとするとともに、石油・ガス事業からのメタンガス排出に対する連邦政府の規制を撤廃しようとしています。
石油会社でさえもこれを望んでいません。
米国がパリ協定から離脱する前は、世界が2040年までに温室効果ガスの総排出量を最悪の地球温暖化を防ぐのに十分な量まで減らせるのか、あるいは減らせるのか、懐疑的な見方が広がっていました。
すべての気候モデルが示しているのは、今後20年間が非常に重要であるということです。 もしそうしなければ、気温は6〜8°F上昇します。
CO2の大気中での半減期は、大気中からCO2を自然に除去するさまざまな化学的メカニズムにもよりますが、30年から300年と言われています。 しかし、この目標を達成する可能性は極めて低いと言わざるを得ません。世界の排出量は依然として増加しており、少なくともあと10年は減少に転じることはないと思われます。
はっきり言っておきますが、今後20年間で、気候変動の最悪の影響を緩和できるだけの炭素排出量の削減は不可能です。
これは実に憂慮すべきことです。 しかし、これで終わりではないので、あまり気を落とさないでください。 多くの科学者が、大気中から温室効果ガスを除去するか、あるいは他の方法で影響を緩和する方法を考えてきました。
GHGsを除去することはとても難しく、とても高価です。 そもそも温室効果ガスの侵入を防ぐよりもはるかに高価です。 ですから、排出量を削減するために必要な費用と労力を費やすことを拒否するなら、排出量を取り戻すためにさらに費用を費やすことはないでしょう。
太陽の地球工学では、微粒子や水滴、ガスなどのエアロゾルを成層圏や雲が形成されている場所に投入して、宇宙に放射される熱量を増やし、温暖化した世界を冷やすことを目的としています。
David Keith
もう1つの戦略は、地球を直接冷やすことで温暖化の影響を緩和することです。 冷却は、大規模な火災による煤、大規模な火山噴火による微粒子やガス、過剰な量の氷の結晶などの何百万トンもの粒子が大気中に入り込み、入射する太陽光を遮ったり、宇宙空間に反射したりすることで自然に起こります。
太陽地球工学は、大気中の二酸化炭素濃度を変えるものではなく、熱という症状を治療するものです。
これは、地球に本格的な日焼け止めを塗るようなもので、二酸化炭素の排出量をほぼゼロにする方法を考えるための時間を与えてくれます。
地質学者の立場から言うと、何百万年も前の地質学的記録において、大規模な火災や大規模な火山による冷却効果を見てきました。 1883年に巨大な火山クラカトアが噴火したとき、成層圏に投げ込まれた何十億トンもの微粒子が地球の気温を約2度下げました。
ピナツボの噴火（上図参照）の直後に、NASAのスペースシャトルが撮影したのが、この…
NASA
しかし、これらの自然のプロセスは制御されておらず、多くの場合、非常に大きな有害な環境の変化を引き起こします。 もちろん、火山から出てくる微粒子やガスは、太陽電池によるジオエンジニアリングで選ぶようなものではありません。
そして、それこそが研究の要点だと、ワシントン大学大気科学部のトム・アッカーマン博士は言います。 私たちはクラカトア、タンボラ、ピナツボなどの大規模な火山噴火を研究してきましたので、基礎科学的には特に不明な点はありません。
成層圏のエアロゾルは、CO2濃度が2倍になった場合の温暖化の半分を相殺する冷却効果があることがわかっています。
エアロゾルを放出する場所を選ぶことで、地球全体に均一なエアロゾル層を作ることができます。 その厚さは必要に応じて変化させることができ、高緯度では厚くしたり、一方の半球では薄くしたりして、望ましい結果を得ることができます。
Keith氏が言うように、太陽電池によるジオエンジニアリングには、「安い」「早い」「不完全」という3つの基本的な特徴があります。
成層圏に数グラムの粒子を置くだけで、大気中の二酸化炭素1トン分の放射強制力を相殺することができます。
成層圏の数グラムの粒子は、1メートルトンの大気中の二酸化炭素の放射強制力を相殺することができます。エアロゾルの散布に1メートルトンあたり約1,000ドルかかるとすると、年間10億ドル程度になりますが、すべての化石燃料を水力、原子力、自然エネルギーに置き換えるのに必要な数兆ドルには及びません。
この研究プログラムに資金を提供しないことは、家族に皮膚がんがあることを知っていながら、日焼け止めを買わないでいるようなものです。
この研究は、多くのことに答えてくれるでしょうし、そもそも研究をすべきかどうかという倫理的な問題にも答えてくれるでしょう。
この研究は、やるべきかどうかという倫理的な問題も含めて、多くのことに答えてくれるでしょう。しかし、今後10年のうちに研究をしておかないと、早くやらなければならないと気付いたときに、正しく実行できないかもしれません。
中国は、地球温暖化で手に負えない状況になったら、まさにこれをやると言っています。
ハーバード大学にあるこのような大気試験室は、メカニズム、効率、使用する材料の量、粒子の種類、起こりうる悪影響を決定することで、太陽…地球工学の効果を研究するために使用されてきました。
David Keith
ハーバード大学の Joseph Lassiter 氏の計算によると、「人類が 10 年間、毎年大気中に CO2 を純増し続け、硫酸塩エアロゾルのシールドの一部が毎年消滅すると仮定すると、地球の温度を管理するために必要な濃度を維持するためには、毎年、より大量の硫酸塩を継続的に注入する必要がある」とのことです。”
例えば、最初の年にその年の温暖化の増加分の約50%を相殺するためには、1～2機の航空機で約25,000トンの硫酸塩を噴射する必要があります。 この50％の削減を維持するためには、2年目には約5万トンの硫酸塩を投入する必要があり、これを毎年続けていきます。
これでもまだ少ないのです。
はっきりさせておきたいのですが、太陽電池によるジオエンジニアリングは、二酸化炭素の排出量を削減する代わりに行うものではありませんし、検討するものでもありません。
これは、たとえ世界の平均気温を産業革命以前のレベルに戻そうとしても、太陽地球工学が温室効果ガスによる温暖化の被害をすべてなくすことはできないからです。 長波放射を捕捉する温室効果ガスによる温暖化と比較して、短波放射を反射する太陽ジオエンジニアリングによる冷却では、気温や降水量などの気候変数の反応が異なります。
例えば、太陽ジオエンジニアリングによって気温が産業革命以前の水準に戻ったとしても、水循環は1700年代よりも弱くなるでしょう。 排出量をコントロールできるようになるまで、継続して行わなければなりません。
しかし、これは良いことでもあります。 太陽光発電によるジオエンジニアリングは、その効果が気に入らなければ、簡単かつ比較的短時間で調整でき、元に戻すこともできます。
キース氏の言葉を借りれば、「炭素による温暖化の影響はほぼ永遠に続くため、今世紀中に排出量を削減することで達成できるのは、問題を悪化させないことだけです。 しかし、太陽電池を使ったジオエンジニアリングは、より楽観的な結果をもたらします。 すでに大気中に存在する炭素を除去する技術と組み合わせれば、人類の一生のうち2回は産業革命以前の気候に戻すことを目指すことができるでしょう」
そして私たちは、大気、海洋、そして燃やされている化石燃料からCO2を除去・捕獲する技術を持っています。
では、何を大気中に放出するのでしょうか？
私が気に入っているのは、石灰岩や貝殻などを粉砕した炭酸カルシウムの粒子です。
評論家は、太陽のジオエンジニアリングは、硫酸塩がオゾン層を破壊するような意図しない結果をもたらす可能性があり、この種の対応に焦点を当てることは、二酸化炭素の排出量を減らすというより良い対応から目をそらすことになると懸念しています。
しかし、これらの疑問は、本格的な研究プログラムによって解決されるものです。
Union of Concerned ScientistsのPeter Frumhoff氏は、「太陽工学は、気候変動に対する緊急時の対応策です。 太陽工学は気候変動に対する緊急治療室のようなもので、準備は必要ですが、使うことはないでしょう。
しかし、私たちは地球温暖化の予防医学の面では失敗しています。 ERで事故の被害者の隣に立って、食事や運動の改善が必要だと言っても、何の役にも立ちません
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