词源和定义

在这篇综述中，地球工程被定义为有意的大规模环境操纵。规模和意图在定义中起着核心作用。对于地球工程行动来说，环境变化必须是主要目标而不是副作用，操纵的意图和效果必须是大规模的;例如，从大陆到全球。有两个例子可以说明规模和意图的作用。第一，没有规模的意图。观赏园艺是为了满足人类的欲望而有意地操纵环境，但它不是地球工程，因为无论是预期的还是实现的效果都不是大规模的。第二，没有意图的规模。由于大气中二氧化碳的增加而导致的全球气候的改变具有全球raybet雷竞技最新效应，但它不是地球工程，因为它是燃烧产生的副作用bet雷竞技 以提供能源服务为宗旨。

操作的目的不一定是改变环境，而可能是为了保持理想的环境状态以抵御自然或人为的扰动。事实上，地球工程这个术语通常被用来指为了减少人类影响造成的不希望的气候变化而操纵环境的提议。raybet雷竞技最新这篇综述的重点同样是气候地球工程，主要但不完全是对抗二氧化碳引起的气候变化。raybet雷竞技最新在这种用法中，地球工程意味着一种抵消措施或“技术修复”。正如我们将看到的，地球工程的定义是模糊的，地球工程和其他对气候变化的反应之间的区别是程度上的，而不是种类。raybet雷竞技最新有三个核心属性可以作为地球工程的标志:规模和意图，以及行动在多大程度上是一种抵消措施。

在上述意义上第一次使用地球工程是由Marchetti在1970年代初描述通过向深海注入二氧化碳来减轻化石燃料燃烧对气候的影响(Marchetti, 1977年)。这一术语在过去十年中进入了关于气候变化的主流辩论，特别是随着1992年NAS评估的发表(见表10raybet雷竞技最新.1)。

地球工程学在标准字典中找不到。在技术用法中，它至少还有另一个并非完全无关的含义，作为地质技术工程的一个缩写:“处理地质学应用于工程的科学”。如果上述定义被接受，那么一个合适的词源很容易构建:地球工程(geoengineering)作为geo-来自希腊语词根ge，意思是地球，工程学的意思是“科学的应用，以最佳方式将自然资源转化为人类的用途”。

10.2.2地球工程与碳管理

在不排放二氧化碳的情况下长期使用化石能源是一种可以大幅降低减缓人为气候变化的经济成本的能源途径。raybet雷竞技最新我将所需技术称为工业碳管理(ICM)，定义为在产生碳排放的同时捕获化石燃料的碳含量的相关过程自由能电和氢等产品，并隔离产生的二氧化碳。

ICM和地球工程之间的区别既不精确又有趣。在作出区分时，我们可以首先考虑气候地球工程作为对二氧化碳-气候问题的响应的一个类别。raybet雷竞技最新图10.1显示了气候问题的简单示意图，应对战略是减缓、地球工程或适应。raybet雷竞技最新在这个方案中，地球工程是对气候系统的任何操纵，改变其对人为强迫的反应;raybet雷竞技最新ICM的地位尚不清楚，因为它既类似于传统的减排，也类似于地球工程。

这里采用的定义来自于对三部分示意图的详细阐述。它明确区分了减少化石燃料消耗和减少二氧化碳排放，并在向活跃生物圈排放二氧化碳方面划清了ICM和地球工程之间的界限。图10.2

图10.1气候问题的三部分架构。raybet雷竞技最新最上面一行的黑色箭头显示了这个版本的人为气候问题的因果链。raybet雷竞技最新灰色箭头和第二行定义了干预模式。

图10.2气候问题的四部分架构。raybet雷竞技最新解释参照图10.1。注意减缓化石能源使用、碳管理和地球工程之间的区别，这说明了本节所述定义

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显示了一个由四部分组成的示意图，说明了定义。它侧重于二氧化碳，忽略了其他人为气候强迫，并区分了对活跃生物圈(ICM)二氧化碳排放的控制和对大raybet雷竞技最新气二氧化碳排放后的控制(地球工程)。审查的最后一节讨论了这种区别所涉的问题。

10.3历史

10.3.1介绍

虽然地球工程一词是过去几十年的发明，但对有意大规模操纵环境的明确考虑已经有几个世纪的历史了。这篇综述着重于第二次世界大战后天气和气候变化的历史，将其作为当前地球工程思想的直接先驱。raybet雷竞技最新对二氧化碳-气候问题的现代理解出现在raybet雷竞技最新raybet雷竞技最新气候及天气修改是科学政策的一个重要焦点。我们的目的是探讨这一背景对处理针对二氧化碳气候问题采取反补贴措施的建议的影响。raybet雷竞技最新

虽然这里的重点是二战后，但对二氧化碳-气候关系的科学理解和对其操纵的建议之间的联系可以延伸到20世纪初。raybet雷竞技最新在1905年左右的文章中，阿伦尼乌斯推测了一个良性循环，即化石燃料文明不断发展所排放的二氧化碳将使气候变暖，推动北方农业的极限，从而提高农业生产力以维持人口增长(阿伦尼乌斯，1908)。raybet雷竞技最新同样，Eckholm讨论了二氧化碳升高的有益影响，包括对气候和植物生长的影响，并推测了通过工程增强二氧化碳排放来改变气候的可能性(Ekholm，raybet雷竞技最新

这里所呈现的历史概要必然是不完整的，它的弱点突出了对故意的气候变化缺乏彻底的历史处理。raybet雷竞技最新虽然有关于气候变化的现代思想史(Feming, 1998)，以及20世纪70年代以来对气候和天气影raybet雷竞技最新响的处理(Taubenfeld, 1970;Green, 1977)，很少有现代分析探讨天气和气候变化与当前对气候变化的担忧之间的联系。raybet雷竞技最新

正如我们将看到的，“天气和气候变化”或“天气控制”是20世raybet雷竞技最新纪50年代和60年代大气科学研究的核心，并被美国和苏联政府视为优先考虑的问题。在这种情况下，现在所谓的气候影响当时被称为无心的气候变化;raybet雷竞技最新而且，现在所谓的地球工程与当时所谓的天气和气候改变有很大的相似之处。raybet雷竞技最新

我们可能会问，在过去对蓄意和无意的气候变化的担忧和当前对气候影响和地球工程的担忧之间存在多大程度的连续性?raybet雷竞技最新关于无意造成的气候变化，连续性的理由很充分。raybet雷竞技最新例如，NAS66报告题为《天气和气候变化》(参见表10.1 NASxx风格助记符的定义)。raybet雷竞技最新该报告在题为“大气过程的无意改变”一章中对二氧化碳-气候问题进行了出色的总结。raybet雷竞技最新这是NAS文件中第一个广泛处理气候问题的文件，它与恢复我们的环境质量(PSAC65)共享语raybet雷竞技最新言和作者，后者是对二氧化碳-气候问题的早期和有影响力的评估。

20世纪60年代对天气和气候变化的关注与当前对地球工程的讨论之间的对应关系不那么精确，因为改变天气和气候的目的是"改善"自然raybet雷竞技最新状态或减轻气候变化自然灾害，而最近的地球工程建议的目的是减轻人为危害。因此，天气和气候变化具有raybet雷竞技最新地球工程的三个定义属性中的两个(第10.2.1节)——规模和意图——但没有第三个，因为它不是一种抵消措施。连续性的理由在于所提出的技术方法的相似性，对早期工作的引用的连续性，关于法律和政治问题的辩论的相似性，最后，这里定义的气候和天气改变与地球工程的强烈相似性。raybet雷竞技最新

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