[論文レビュー] Climate Engineering Responses to Climate Emergencies

Jason J. Blackstock, David S. Battisti+8 more|ArXiv.org|Jul 29, 2009

Climate Change and GeoengineeringEnvironmental Science被引用数 17

ひとこと要約

本論文は、急激な気候危機に迅速に対応するための対流圏エアロゾル注入を評価し、不確実性を低減する10年間の技術的研究アジェンダを提言している。短波長気候工学の主なリスクと利点を特定し、1年以内の全球的冷却可能性に焦点を当て、太陽放射管理戦略を評価するための概念的枠組みを確立している。

ABSTRACT

Despite efforts to stabilize CO_2 concentrations, it is possible that the climate system could respond abruptly with catastrophic consequences. Intentional intervention in the climate system to avoid or ameliorate such consequences has been proposed as one possible response, should such a scenario arise. In a one-week study, the authors of this report conducted a technical review and evaluation of proposed climate engineering concepts that might serve as a rapid palliative response to such climate emergency scenarios. Because of their potential to induce a prompt (less than one year) global cooling, this study concentrated on Shortwave Climate Engineering (SWCE) methods for moderately reducing the amount of shortwave solar radiation reaching the Earth. The study's main objective was to outline a decade-long agenda of technical research that would maximally reduce the uncertainty surrounding the benefits and risks associated with SWCE. For rigor of technical analysis, the study focused the research agenda on one particular SWCE concept--stratospheric aerosol injection--and in doing so developed several conceptual frameworks and methods valuable for assessing any SWCE proposal.

研究の動機と目的

• 急激な気候危機に迅速に対応するための短波長気候工学（SWCE）の実現可能性とリスクを評価すること。
• SWCEの結果に関する不確実性を低減するための、対流圏エアロゾル注入（SAI）に焦点を当てた技術的研究アジェンダを開発すること。
• あらゆるSWCE提案を評価する際に適用可能な概念的枠組みと分析手法を構築すること。
• SAIを一時的措置として用いて、1年以内に全球的冷却を達成できる可能性を評価すること。
• 今後の研究が、気候工学の意図しない環境的・社会的影響を最小限に抑える方向に導かれるようにすること。

提案手法

• 短波長気候工学（SWCE）手法に焦点を当て、提案された気候工学概念の1週間の技術的レビューを実施した。
• 詳細な分析のための主要ケーススタディとして、対流圏エアロゾル注入（SAI）を選定した。
• 放射強制力、大気中での拡散、気候的影響を評価するための概念的枠組みと分析ツールを開発した。
• 対流圏に反射性粒子を注入することで、急速な全球的冷却が達成できる可能性を評価した。
• 気候モデルと大気物理学を用いて、放射的摂動と成層圏化学への影響を推定した。
• SWCEの実装における利益、リスク、不確実性を測定する基準を確立した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 対流圏エアロゾル注入は、1年以内に全球的冷却を達成できる可能性があるか？
• RQ2 SAIの気候的・環境的・社会的影響に関する不確実性を体系的に低減する方法は何か？
• RQ3 注入されたエアロゾルの拡散と寿命を支配する主な物理的・化学的プロセスは何か？
• RQ4 SAIに起因する変化が、地域の降水量パターンとオゾン化学に与える影響は何か？
• RQ5 責任ある研究と将来的な実装を支援するために必要なガバナンスおよびモニタリング枠組みは何か？

主な発見

• 対流圏エアロゾル注入は、1年以内に全球的冷却を引き起こす可能性があり、気候危機への迅速な対応策として実用的である。
• 本研究は、SAIの気候的・環境的影響に関する不確実性を低減するための10年間の技術的研究アジェンダを特定した。
• 主な不確実性には、地域気候への影響、成層圏オゾン層の劣化、エアロゾルの寿命および分布が含まれる。
• 本研究は、SAIに限らずあらゆるSWCE手法を評価するためのフレームワークを確立し、分析手法の一貫性を高めた。
• 本研究は、SAIのリスクを評価するための、より高度な大気モデルと観測モニタリングの必要性を強調した。
• 本研究は、SAIが一時的措置としての可能性を有するが、重大なリスクを伴い、厳密な科学的・ガバナンス的監視が不可欠であると結論づけた。