工程2（2016）50意见和评论气候干预：对全球安全和韧性的可能影响Marcia McNutt科学期刊主编1. 气候变化挑战气候变化不再是未来的可能性：已经有充分的证据表明条件正在发生变化。海平面正在以越来越快的速度上升[1]，风暴变得越来越强烈[2]，依赖积雪融水径流的社区在旱季缺水。尽管70多亿人口很难适应这些不断变化的条件，但更令人担忧的是干旱、洪水和海平面上升带来的难民带来的不稳定影响例如，中东多年的干旱被认为是叙利亚目前内战的一个促成因素[3]。由于气候变化有可能对全球安全造成重大破坏，因此它是我们时代最重大的挑战之一它与能源，可持续性和健康的重大挑战相互依赖如果我们解决了气候变化的重大挑战，我们很可能会在其他问题上取得重大进展2. 气候干预迄今为止，关于应对气候变化影响的大多数研究都侧重于通过减少温室气体排放来减缓气候变化，或侧重于调整人类和自然系统，使其更能适应气候变化的影响。最近，美国国家科学院（NAS）召集了一个委员会，考虑第三种选择，即气候干预，也称为地球工程[4，5]。报告的主要结论是，气候干预不能替代减缓或适应。应对气候变化的努力应继续把重点放在减少温室气体排放与适应气候变化的影响相结合，因为这些方法不会带来定义不清和量化不佳的风险，而且技术准备程度更高。气候干预战略处于非常早期的发展阶段关于有效性、经济成本和潜在的意外后果，仍有许多问题有待回答。也就是说，气候干预有可能成为未来气候应对组合的一部分。2.1. 二氧化碳去除将二氧化碳清除作为气候战略组合的一部分，可以在风险很低的情况下 二氧化碳去除的例子是增强生物或地质碳汇的自然方法，如土地利用管理的有益变化和岩石的加速风化，以及工业方法，如直接空气捕获和封存（DACS）或生物能源与碳捕获和储存（BECCS）。需要进行更多的研究，以创建可行的、可扩展的和可负担的技术，特别是最大限度地减少能源和材料消耗。这类气候干预措施的一个主要优点是，它直接解决了气候变化的根本原因：大气中过量的温室气体。然而，缺点是这些方法动作缓慢，并且难以扩展到手头的问题。海洋铁肥化（OIF）是去除二氧化碳的一种方法NAS委员会建议进行更多的研究，然后才能将OIF视为有效或安全的战略。特别是，工业方法必须与二氧化碳的可靠储存相结合数千年。最有可能具有足够高储存能力的地点是枯竭的碳氢化合物储层和含盐含水层。需要进一步研究二氧化碳注入的最佳方法，特别是对于具有塌陷孔隙空间的枯竭油藏，监测和泄漏检测。如果能找到捕获气体的工业再利用，将大大促进二氧化碳捕获的经济性2.2. 改变反射率第二类气候干预是太阳能改造：减少地球吸收的阳光量，以冷却地球 NAS委员会深入审议了两项战略：部署平流层气溶胶（更具体地说，将二氧化硫等气溶胶前体注入平流层，通过后续过程转化为气溶胶）和海洋云增亮（将气溶胶引入近† www.example.com提供了一个例子http://www.water.ca.gov/climatechange/。http://dx.doi.org/10.1016/J.ENG.2016.01.0152095-8099/© 2016 THE COVERORS.由爱思唯尔有限公司代表中国工程院和高等教育出版社有限公司出版。这是CC BY-NC-ND许可证下的开放获取文章（http：//creati v ecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/）。可在ScienceDirect工程杂志主页：www.elsevier.com/locate/engM. McNutt / Engineering 2（2016）50-5151云的底部，使它们更能反射，最常见的是在海洋上）。其他方法，如部署空间镜或表面反射变化（油漆屋顶白色）没有检查表1两种不同的气候干预方法之间的对比摘要。二氧化碳去除方案因为先前工作已经表明它们成本太高或不可扩展。对卷云的变化进行了检查…address the cause of气候变化（大气温室气体浓度高）…do引起的气候变化（大气温室气体浓度高）简单地说，但目前的研究有限…do not introduce novel作为一个类别，碳改性可以迅速地冷却地球，并且与二氧化碳去除相比相对便宜然而，其中一个主要缺点是，它对气候系统中高度敏感且目前了解最少的部分起作用对地球温度变化的担忧是，社会将试图使用一种高度敏感的控制旋钮来反照率的改变目前带来了很大的风险。环境风险既有已知的，也有知之甚少的，例如平流层臭氧的减少、降水量和降水模式的变化以及知之甚少的区域变异。反照率改变不会影响大气中的二氧化碳水平，因此需要继续进行，直到其他一些自然或人为干预使二氧化碳恢复到可接受的浓度。很难量化，但可能更重要的是，在政治，社会，法律，经济和道德层面的潜在的意想不到的，难以管理的，令人遗憾的后果，从修改宪法。出于这些原因，NAS委员会建议，…are currently expensive (or comparableto the cost of emission…may…raise fewer and less difficult issues…will…maybeimplementedincrementallywith limited effects as society becomesmore…require cooperation by major carbonemitters to have a significant对于未来可能的排放情景，突然终止将产生有限的后果。3. 结论…are…can produce substantial climateeffects within…raise difficult issues with respectto global…will…could be implemented suddenly,with large-scale impacts beforeenough research is available tounderstand their risks不作为…could be done.对于未来可能的排放情景，突然终止将产生重大后果。可能改变气候的武器不应该在这个时候部署然而，在不久的将来，社会可能需要更好地了解修改签名和潜在后果。一个例子是，如果发生气候紧急情况，决策者需要知道改变气候变化的风险是否比什么都不做的风险更大。另一种情况可能是如果一个单方面/未经协调的行为者实施了一项反倾销修正行动，全球决策者需要了解其后果。第三种情况是考虑是否可以将二氧化碳的改变作为战略组合的一部分，例如暂时冷却地球，同时给予二氧化碳清除足够的时间将温室气体减少到安全水平。因此，需要对多胺改性进行更多的研究。为了更好地限制气候变化的潜在影响和风险，研究战略的第一部分将是提高全球探测和测量辐射强迫变化和相关气候变化的能力。目前的观测能力缺乏足够的能力来检测和监测部署的CONDO修改的环境影响。迄今为止，对多变量的研究涉及到大量的建模工作.最后，一些有限的实地考察也会有所帮助。在开始实地工作之前，委员会建议启动一个认真的审议过程，以检查除了现有的研究管理之外，可能需要哪些类型的研究管理来进行辐射修正研究，以及需要这种管理的研究类型，可能基于其对辐射强迫的预期影响的大小，其潜在的有害直接和间接影响，以及其他考虑因素。表1总结了两种不同的气候干预方法之间的对比。气候变化是我们这个时代的重大挑战之一有可能影响全球安全气候干预与减缓和适应一样，是应对这一挑战的一个工具。二氧化碳去除方法相对安全，但需要研究以提高技术成熟度和经济竞争力。另一方面，反式调制作用迅速且相对便宜。然而，就全球和区域后果而言，这类解决方案难以控制，因此目前不应予以考虑确认作者感谢地球工程气候委员会的其他成员的出色工作：技术评估和影响讨论，以撰写本文内容：Waleed Abdalati、Ken Caldeira、Scott C. Doney，Paul G.放大图片作者：James R.放大图片作者：Steven P.放大图片作者：J.作者：Raymond T.放大图片创作者：John W.Russell，John T.作者：David W.Titley和Jennifer Wilcox引用[1] Hay CC，Morrow E，Kopp RE，Mitrovica JX.20世纪海平面上升的概率再分析Nature2015;517（7535）：481 - 444.[2] Marvel K，Bonfils C.识别外部对全球降水的影响。Proc Nat Acad Sci2013;110（48）：19301 - 1966。[3] Gleick PH.水，干旱，气候变化和叙利亚冲突。Wea Climate Soc 2014;6（3）：331[4] 国家研究委员会。气候干预：二氧化碳清除和可靠的封存。Washington，DC：The National Academies Press; 2015.[5] 国家研究委员会。气候干预：反射阳光冷却地球。Washington，DC：TheNational Academies Press; 2015.
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