به نوشته مجله علمی فوکوس از مجموعه نشریات بی‌بی‌سی، بزرگ‌ترین مانع برای طرح‌های مهندسی زمین، خارج کردن کربن از جو نیست، که چندان سخت نیست، بلکه یافتن جایی برای ذخیره دائمی این مقادیر عظیم است. اعماق اقیانوس یک راه‌حل ممکن ارائه می‌دهد، اما ما هنوز روش عملی برای انجام این کار نداریم. برخی از پیشنهادها نسبتاً بی‌خطر هستند، اما در عین حال نسبتاً بی‌اثر.

فناوری‌ای که بیشترین توجه را به خود جلب کرده - و به دلیل ارزان و امکان‌پذیر بودن، به احتمال زیاد مورد استفاده قرار خواهد گرفت - اسپری آئروسل سولفات است. ایده این است که دی اکسید گوگرد یا اسید سولفوریک را به استراتوسفر یا جو بالایی اسپری کنند تا ذرات ریزی تشکیل شوند که یک، دو یا سه درصد اضافی از تابش خورشیدی ورودی را به فضا منعکس کنند. این کار سیاره را به روشی که فوران‌های آتش‌فشانی بزرگ برای چند سال انجام می‌دهند، خنک می‌کند.

یک مطالعه که در سال ۲۰۱۰ در مجله Nature Geoscience منتشر شد، نشان داد که تحت یک رژیم مهندسی اقلیمی خورشیدی، تفاوت‌ها در واکنش به آب و هوا در مناطق وسیعی، از جمله کشورهایی مانند چین و هند، تشدید می‌شود و اجماع در مورد میزان کاهش تابش خورشیدی ورودی را «دشوار، اگر نگوییم غیرممکن» می‌کند. برخی از دانشمندان علوم جوی، مانند آلن روبوک از دانشگاه راتگرز، معتقدند که پیچیدگی سیستم اقلیمی به این معنی است که نتیجه‌گیری قطعی در مورد پیامدهای چنین مداخله‌ی رادیکالی در سیستم زمین دشوار است.

آنها خاطرنشان می‌کنند که شیمی جو فوقانی - از جمله لایه ازن - پیچیده و به خوبی شناخته شده نیست. کاهش میزان نور خورشید که به زمین می‌رسد در یک مدل کامپیوتری ممکن است سرنخ کمی در مورد آنچه در سیستم آب و هوایی واقعی اتفاق می‌افتد در صورت تزریق لایه‌ای از آئروسل‌های سولفات به آن، ارائه دهد.

یکی از نگرانی‌ها این است که همراه با افزایش بخار آب در نتیجه گرمایش، افزودن سولفات‌ها به جو فوقانی می‌تواند «معجونی کشنده» برای از بین رفتن لایه ازن باشد. مطالعات دیگر نشان می‌دهد که بسته به نوع برنامه اسپری آئروسل، ممکن است بادهای موسمی جنوب آسیا و شرق آسیا مختل شوند. بارندگی‌های گرمسیری به تفاوت بین دمای خشکی و دریا بستگی دارد و برخی مدل‌ها نشان می‌دهند که با تغییر نسبت دمای بین خشکی و دریا، مهندسی اقلیمی خورشیدی می‌تواند باران‌های موسمی را سرکوب کند و بر تامین مواد غذایی‌میلیون‌ها نفر تاثیر بگذارد.

با این حال، گرمایش جهانی خود الگوهای بارندگی را در سراسر جهان تغییر می‌دهد (به‌طور کلی، مناطق خشک خشک‌تر و مناطق مرطوب مرطوب‌تر می‌شوند) بنابراین یک سپر خورشیدی می‌تواند بارندگی را در برخی از مناطقی که در حال کاهش هستند، بهبود بخشد.

 عرصه به‌شدت ناشناخته

اگر پیچیده‌ترین مدل‌ها و آزمایش‌ها نتوانند پاسخ قطعی به این سوال که مهندسی اقلیمی خورشیدی چگونه بر آب و هوای جهانی تاثیر می‌گذارد، ارائه دهند، تنها اجرای کامل آن می‌تواند ایده روشنی ارائه دهد. حتی در آن صورت، ما حداقل به ۱۰ سال داده‌های اقلیمی جهانی نیاز داریم تا اطلاعات کافی برای تفکیک اثرات پاشش آئروسل سولفات از تغییرات اقلیمی طبیعی و در واقع از اثرات تغییرات اقلیمی ناشی از فعالیت‌های انسانی داشته باشیم.

به نظر می‌رسد سطح دانش و قدرت مطلق مورد نیاز برای عملی کردن این امر فراتر از قدرت انسان‌های فانی است. برای تشدید خطرات، اگر بعد از ۱۰ سال داده‌های کافی جمع‌آوری کرده باشیم تا تصمیم بگیریم که مداخله ما ایده خوبی نبوده است، ممکن است پایان دادن به سپر خورشیدی غیرممکن باشد.

مدتی است که بوم‌شناسان می‌دانند سرعت گرمایش زمین، تهدید بزرگ‌تری برای اکوسیستم‌ها نسبت به میزان گرمایش است، زیرا سرعت کمتر گرمایش به جوامع گیاهی و جانوری زمان بیشتری برای سازگاری می‌دهد. اگر سپر خورشیدی باعث برخی اثرات ناخواسته و ناخوشایند (از جمله درگیری بین ملت‌ها) شود، حذف ناگهانی آن باعث می‌شود گرمایش سرکوب‌شده «بازگشت» کند. تخمین زده شده است که اگر گرمایش با نرخ ۰.۳ درجه سانتیگراد در هر دهه رخ دهد (که کاملاً در محدوده بازگشت تخمینی است)، تنها ۳۰ درصد از اکوسیستم‌های جهان می‌توانند خود را با آن وفق دهند و زنده بمانند.

بنابراین ممکن است متوجه شویم که پس از استقرار، برداشتن سپر بسیار خطرناک می‌شود؛ ما در آن گیر خواهیم افتاد. اگر نتوانیم از فرصت استفاده کنیم و انتشار گازهای گلخانه‌ای را به شدت درحالی‌که سپر در جای خود قرار دارد کاهش دهیم، خطر چند برابر خواهد شد. این شاید بزرگ‌ترین خطر در پیش گرفتن این مسیر باشد.

برخی فناوری‌ها ذاتاً سیاسی هستند، به این معنا که قدرت کسانی را که آن را کنترل می‌کنند افزایش  و قدرت کسانی را که از آن محروم هستند کاهش می‌دهد. تصور اینکه اگر فناوری‌ای برای تنظیم آب و هوای جهانی به کار گرفته شود، چگونه قدرت ممکن است در داخل و بین ملت‌ها توزیع مجدد شود، دشوار نیست.

به طور متناقضی، مهندسی اقلیمی خورشیدی را می‌توان به عنوان وسیله‌ای برای حفظ ساختارهای اجتماعی و سیاسی موجود که توسط اقدامات کاهش انتشار کربن تهدید می‌شوند، نیز در نظر گرفت. به جای مالیات بستن بر سوخت‌های فسیلی و محدود کردن حمل‌ونقل هوایی، کسانی که از این فعالیت‌ها سود می‌برند و حامیان سیاسی آنها، ممکن است از یک راه‌حل فنی مانند اسپری کردن آئروسل سولفات استقبال کنند.

در واقع، در ایالات متحده، اندیشکده‌های محافظه‌کار که در خط مقدم انکار علم اقلیم بوده‌اند، به مهندسی اقلیمی خورشیدی علاقه نشان داده‌اند. این روش ارزان است و از منافع خاص محافظت می‌کند. مهندسی اقلیمی نوید می‌دهد که شکست فاحش سیستم اقتصاد آزاد، میتواند به پیروزی نبوغ انسانی تبدیل شود.

در سطحی عمیق‌تر، ماهیت ضمنی استبدادی تنظیم آب و هوای جهانی، همان‌طور که برای جناح راست سیاسی جذاب است، برای جناح چپ دموکرات نیز ترسناک است. تصور اینکه دولتی که مسوول یک پروژه مهندسی اقلیمی خورشیدی است، در مورد اینکه آیا دمای زمین باید یک درجه کاهش یابد یا دو درجه، همه‌پرسی برگزار کند، دشوار است.

کنترل آب و هوای زمین می‌تواند به نوعی به «آژانس تنظیم آب و هوا» تبدیل شود که توسط نخبگان تکنوکرات اداره می‌شود و وظیفه آن جمع‌آوری مداوم طیف وسیعی از اطلاعات آب و هوایی در حال شکل‌گیری، وارد کردن آن به سیستم‌های داده، جدا کردن اثرات سپر خورشیدی از سایر عوامل و ارائه مشاوره به بخش مربوطه در مورد تعداد هواپیماهای پر از دی اکسید گوگرد  است که باید به فضا فرستاده شوند و همچنین محل تخلیه بار آنها نیز باید مشخص شود.

جنگ‌های اقلیمی

برنامه‌ریزان نظامی در سراسر جهان، تغییرات اقلیمی را به عنوان یک «عامل تشدیدکننده تهدید» می‌شناسند. فرماندهان دفاعی ایالات متحده، از جمله دیگران، تغییرات اقلیمی را در برنامه‌ریزی نظامی و تامین تجهیزات خود گنجانده‌اند. انتظار می‌رود تغییرات اقلیمی بی‌ثباتی سیاسی ایجاد کند؛ در واقع، برخی از کارشناسان معتقدند که خشکسالی ناشی از تغییرات اقلیمی، قیمت بالای مواد غذایی و مهاجرت به شهرها، سوریه را به جنگ داخلی کشاند.

اگر این درست باشد، ما فقط می‌توانیم حدس بزنیم که چه میزان درگیری ممکن است در جهانی وجود داشته باشد که گرمایش ۳ درجه سانتیگرادی را کاهش داده است و اینکه آیا مهندسی اقلیمی میتواند جهانی صلح‌آمیزتر ایجاد کند یا نه؟ اما قضیه به این سادگی نیست.

اگر کشوری نوعی مهندسی آب و هوا مانند پاشش دی اکسید گوگرد را که سیستم را تغییر می‌دهد، آغاز کرده باشد، عملاً غیرممکن است که بفهمیم آیا یک رویداد شدید آب و هوایی در جایی از جهان به دلیل تغییرپذیری طبیعی بوده یا اینکه ناشی از تغییرات اقلیمی و دستکاری آب و هوا توسط انسان بوده است.  به احتمال زیاد اما دستکاری آب و هوا مقصر شناخته می‌شود.

دولت چین که با خشکسالی فاجعه‌باری در شمال این کشور مواجه شده است، ممکن است تصمیم بگیرد که بقای آن مستلزم خنک شدن سریع کره زمین باشد. اما اعزام هواپیماها برای پاشیدن دی‌اکسید گوگرد ممکن است هند و پاکستان را از باران‌های موسمی خود محروم کند و قحطی به بار آورد. در آن صورت، سه کشور مسلح به سلاح هسته‌ای بر سر الگوهای آب و هوایی که بر بقای‌میلیون‌ها نفر از شهروندانشان تاثیر می‌گذارد، درگیر خواهند شد.

دشوار است بدانیم چه کسی ممکن است ابتدا وسوسه شود که آب و هوای جهانی را تنظیم کند. با توجه به خطرات شدید زیست‌محیطی و ژئوپلیتیک و شکاف عمیق اخلاقی بر سر اینکه آیا انسان‌ها باید هدایت تنظیم آب و هوا را به عهده بگیرند یا خیر، دولت‌ها در کشورهای دموکراتیک ممکن است ناتوان شوند. رهبران اقتدارگرا که برای این کار نیازی به تایید عمومی ندارند، ممکن است دست بازتری داشته باشند.

آیا می‌خواهیم ولادیمیر پوتین یا شی جین‌پینگ آب و هوای ما را کنترل کنند؟ یک دیکتاتور که ترموستات جهانی را در دست دارد، چشم‌انداز ترسناکی است. اما تصور کنید که چند کشور فقیر (مثلاً بنگلادش، تووالو، مالدیو و اتیوپی) با هم متحد شوند و ناوگانی از هواپیماها را برای پاشیدن دی‌اکسید گوگرد بفرستند.

حالا محاسبات اخلاقی ما را در مورد اینکه چه فکری کنیم مردد می‌گذارد. آیا آنها حق ندارند خودشان را از یک تهدید وجودی نجات دهند، حتی اگر با روش‌های پرخطر باشد؟ به گفته‌ یک مطالعه در سال ۲۰۱۳، رسیدن به اجماع برای تنظیم آب و هوای سیاره زمین، «چالش‌های عظیمی را برای سیاست‌های لیبرال دموکراتیک ایجاد خواهد کرد».

در این شرایط، تنها پاسخ قابل قبول، توافق جهانی برای تنظیم تحقیقات در زمینه مهندسی آب و هوا است. اگر زمانی نوبت به استقرار [این فناوری‌ها] برسد، تنها در صورتی می‌توان از درگیری جلوگیری کرد که یک نهاد بین‌المللی فراگیر تصمیم بگیرد. بدون آن، یک ملت آب و هوای دیگران را کنترل می‌کند و آن ملت‌ها وسوسه می‌شوند که در مهندسی آب و هوای متقابل خود شرکت کنند و آنگاه ما واقعاً دچار مشکل می‌شویم.