通过直接温室气体捕获增加大气辐射率的地球工程策略
涉及大气热发射率变化的地球工程战略将受到以微量浓度提取温室气体的实际方面的限制。二氧化碳不是唯一的温室气体,从分子的角度来看,它也不是温室气体最高全球变暖潜能值(GWP)。然而,其大气浓度使其成为最重要的人为温室气体。全球变暖潜能值较高的人为温室气体,如甲烷、一氧化二氮和氢氟碳化合物,其浓度要低[1]数量级。
在排放点捕获二氧化碳-通常是在非常大的燃烧源,如燃煤发电厂-是一项正在认真考虑的策略能源系统作为进一步减少温室气体排放的一种手段,同时允许继续使用bet雷竞技 (普林西奥塔,这本书)。然而,存在许多不适合碳捕获和储存(CCS)的人为CO2源,如化石燃料移动源,以及与森林砍伐和农业相关的排放。除了它能有效控制的来源类型的限制外,排放点的碳捕获并不影响大气中现有的人为CO2过量浓度。一些地球工程建议提供了降低大气中二氧化碳总体浓度的方法。
二氧化碳很容易通过自然的化学和生物过程从大气中去除。例如,自然产生的碱性矿物暴露在大气中与二氧化碳反应形成碳酸盐化合物。光合作用,绿色植物合成碳水化合物的过程,是生物的自然途径二氧化碳封存.这些过程似乎相当便宜,而且对环境的负面影响比那些涉及减少太阳日照的过程要少。然而,大气中存在的二氧化碳浓度为百万分之一,这意味着需要对大气进行大规模处理,以确保有效地降低其大气浓度。
基本热力学预测,地球化学模型已经表明,大气中二氧化碳的去除需要一个小时地面下沉,例如树木种植或化学风化作用,将导致二氧化碳从海洋中释放出来。假设人类最终成功地消除了碳排放,在海洋-大气系统开始接近热力学平衡之前,全球海洋将需要几个世纪才能排出过量的溶解二氧化碳。因此,任何直接捕获项目的成功不仅与捕获的碳从大气中移除后储存方法的长期稳定性有关,而且与储存相当于当前二氧化碳排放量的能力有关,加上过去作为溶解碳在海洋中积累的排放量。
如图9.2所示,提出的直接捕获技术包括改变海洋表面的pH值,刺激海洋表面的生物光合作用隔离,或通过重新造林或植树造林,或使用与二氧化碳反应并隔离二氧化碳的材料的人工化学风化项目。不像

图9.2从大气中直接捕获CO2的建议方法:促进浮游植物生长;降低海洋表面pH值,增加二氧化碳的溶解;建造人造“树”,利用碱性化合物吸收大气中的二氧化碳;管理森林的大规模扩张
图9.2从大气中直接捕获CO2的建议方法:促进浮游植物生长;降低海洋表面pH值,增加二氧化碳的溶解;建造人造“树”,利用碱性化合物吸收大气中的二氧化碳;管理森林的大规模扩张、涉及太阳通量变化的地球工程战略、依靠自然循环组成部分实施直接温室气体捕获方法的成本都不容易量化。需要进一步的探索,以确定的能力天然碳汇适合于工程增强。
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