تُعتبر اقتراحات التحكم بالإشعاعات الشمسية نوعًا من أنواع هندسة المناخ التي تهدف إلى عكس ضوء الشمس لتقليل الاحتباس الحراري. تتضمن الوسائل المُقترحة لتطبيق هذه المهمة زيادة وضاءة الكوكب -نسبة البياض لعكس ضوء الشمس- مثل استخدام مرذذات كبريتات الستراتوسفير. اقترحت بعض الطرق المُجددة (الترميمية) حماية العاكسات الطبيعية مثل الجليد البحري والثلوج والأنهار الجليدية باستخدام بعض المشاريع الهندسية المتخصصة التي تُعتبر أحد المميزات الرئيسة لمقترحاتهم؛ بسبب السرعة التي يمكن حتى تنتشر بها وتصبح فعالة بشكل كامل، بالإضافة إلى تكلفتها المالية المنخفضة وانعكاس تأثيراتها على المناخ بشكل سريع مباشر.

يمكن لمشاريع إدارة الإشعاعات الشمسية حتى تعمل استجابة مؤقتة، فمثلًا تمكن السيطرة على الغازات الدفيئة من خلال الحد من انبعاثاتها أوباستخدام تقنيات حديثة لإزالة هذه الغازات. ورغم ذلك، لن تُقلل هذه التقنيات والمشاريع المُقترحة من هجريزات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، وبالتالي لن تحل بعض المشاكل مثل تحمُّض المحيط الناجم عن الذوبان الكثيف لثاني أكسيد الكربون في مياة المحيطات.

الغرض

اقتُرحت الكثير من مشاريع هندسة المناخ للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. ففي بداية عام 1974، اقترح العالم الروسي ميخائيل بوديكوأنه في حالة أصبحت ظاهرة الاحتباس الحراري معضلة عويصة، يمكننا إعادة تبريد الكوكب من خلال حرق الكبريت في طبقة الستراتوسفير التي ستكوّن ضبابًا يمكنه حجب الإشعاعات الشمسية عن الأرض بشكل كبير. قُدرت التكلفة السنوية لإيصال كمية مناسبة من الكبريت إلى الستراتوسفير للقاءة ظاهرة الاحتباس الحراري نتيجة الغازات الدفيئة بنحوثمانية مليارات دولار أمريكي.

اقترح الفهماء مجموعة من الوسائل المتنوعة التي يمكن للبشرية من خلالها منع التأثيرات الضارة للتغير المناخي وظاهرة الاحتباس الحراري على الكوكب. اقترح الباحثون حتى زيادة وضاءة الكوكب أوعكس الأشعة تحت الحمراء القادمة من الشمس من خلال رش الرذاذ الجوي مثل ثاني أكسيد الكبريت في طبقة الستراتوسفير يمكن حتى يساعد في الحد من تأثيرات الغازات الدفيئة. تحدث هذه الظاهرة طبيعيًا من خلال انفجار البراكين، إذ تتصاعد أبخرة ثاني أكسيد الكبريت إلى الغلاف الجوي لتشكل طبقة حامية للأرض من الإشعاعات الضارة. يعتقد الفهماء حتى الإنتاج الاصطناعي لنفس تلك الانبعاثات البركانية يُمكنه حتى يخفف من الاحتباس الحراري على الكوكب.

قدم إدوارد تيلر وآخرون في دراستهم عام 1997 شرحًا مفصلًا عن السلبيات والإيجابيات لكل الاقتراحات المتنوعة المطروحة للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري من خلال تشتيت الإشعاعات الشمسية أوعكسها بعيدًا عن الأرض، عن طريق إدخال مواد كيميائية متنوعة إلى طبقة الستراتوسفير العليا في مدار الأرض السُفلي.

عند تعديل وضاءة (ابيضاض) سطح الأرض أومن خلال منع الإشعاعات الشمسية من الوصول إلى سطح الأرض باستخدام ظل شمسي، يمكن في هذه الحالة إبطال التأثير الحراري للشمس على الأرض، ومع ذلك لنقد يكون إبطال التأثير الحراري للشمس كاملًا؛ بسبب وجود تباينات مناطقية (إقليمية).تُعتبر إدارة الإشعاعات الشمسية أوتعديل وضاءة الأرض خيارًا فعالًا للحد من ظاهرة الاحتباس الحراري. طبقًا للأكاديمية الوطنية للعلوم في تقرير لها صدر عام 2015: يضم الخياران الأساسيان -لتحقيق استجابة عملية لمخاطر ظاهرة الاحتباس الحراري- تخفيف انبعاثات ثاني أكسيد الكربون والغازات الدفيئة الأخرى التي يسببها الإنسان، بالإضافة إلى تقليل استخدام الأنظمة الطبيعية والبشرية التي تؤثر سلبًا على المناخ. أما الخيار الثالث فما زال تحت التطوير، ويُعتقد أنه سيكون قابلًا للتطبيق على نطاق واسع في المُستقبل، وهوسحب ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي وتخزينه. تسعى مجموعة أخرى من الاقتراب من فترة تعديل وضاءة (ابيضاض) الأرض وبالتالي عكس الإشعاعات الشمسية مرة أخرى خارج الأرض، وبالتالي سيقلل من الاحتباس الحراري ومن نسبة الغازات الدفيئة في الأرض. في هذا الإطار، يُنظر إلى إدارة الإشعاعات الشمسية على أنها ليست حلًا بديلًا لتخفيف ظاهرة الاحتباس الحراري. انتهت الجمعية الملكية في تقريرها لعام 2009: لا تعد أساليب الهندسة الجيولوجية الحل الأوحد للقاءة تغير المناخ، ويجب حتى تُعتبر جزءًا من منظومة أوسع من الكثير من الخيارات لمعالجة تغير المناخ، أواستخدام طريقة أخرى. تُعتبر أكثر طريقة فعالة متسقطة النتائج هي الحد مبكرًا من انبعاثات الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي. لا يُمكن لأي وسيلة من وسائل الهندسة الجيولوجية توفير حل بديل فعال مقبول لظاهرة تغير المناخ. ومع ذلك، من الممكن تكون وسائل الهندسة الجيولوجية فعالة ومفيدة في المستقبل بسبب البحث والتطوير الدائم للعديد من الأساليب والطرق بغرض التغلب على الاحتباس الحراري.

من خلال استخدام مواد عاكسة على سطح الأرض، يعتقد الفهماء أننا قادرون على عكس الإشعاعات الشمسية والحرارة مرة أخرى إلى الفضاء. يمكننا بناء منشآت للظل في الفضاء تحجب الإشعاعات الشمسية أوتقللها (حتى قبل حتى تصل إلى الأرض). لم تؤكَّد هذه التأثيرات، لكن الأكيد هوحتى زيادة 2% في وميض (ابيضاض) الأرض يمكن حتى يقلل من تأثير تضاعف ثاني أكسيد الكربون إلى النصف.

حددت الأكاديمية الوطنية للعلوم الكثير من الفوائد والمخاطر المحتملة لعملية إدارة الإشعاعات الشمسية. أظهرت بعض النماذج من الدراسات حتى إدخال كميات كبيرة من المبردات المكافئة للكميات المُنتجة المتسقطة من غاز ثاني اكسيد الكربون في طبقة الستراتوسقير، يمكن حتى يتحقق عن طريق إيصال عشرات الملايين من الأطنان من الرذاذ الجوي إلى الستراتوسفير. اقترحت النتائج الأولية حتى تعديل ابيضاض الأرض يمكن حتى يحد كثيرًا من تأثرات الغازات الدفيئة المدمرة على درجة الحرارة والدورة الهيدرولوجية، ويمكن حتى يقلل من بعض التأثيرات الضارة على الجليد البحري. أوضحت هذه النماذج أيضًا حتى توزيع المخاطر والفوائد لنقد يكون مثاليًا على جميع مناطق الكرة الأرضية.

لم تُختبر قابلية جميع هذه التقنيات المذكورة بشكل كامل. حتى لوأظهرت نماذج المحاكاة على الحواسيب آثارًا متسقطة وصغيرة، توجد مشاكل تراكمية كثيرة -مثل استنفاد الأوزون- لا تتضح إلا إذا جُربت عمليًا على نطاق واسع.

اقتُرحت بعض التقنيات للتحكم بالمناخ الإقليمي عن طريق إدارة الإشعاعات الشمسية، لكن عمليًا، لا يمكن التحكم بالحدود الجغرافية لتأثير هذه التقنيات.

على سبيل المثال: يمكن استعمال مشاريع إدارة الإشعاعات الشمسية استجابةً مؤقتةً، لكن تمكِن السيطرة على مستويات الغازات الدفيئة من خلال تقنيات التخلص من المواد الكيميائية المنتجة لهذه الغازات الدفيئة، ورغم هذا، لن تقلل هذه التقنيات من هجريز الغازات الدفيئة في الغلاف الجوي، وبالتالي لن تُحل بعض المشاكل مثل حامضية المحيط بسبب المستويات المتزايدة من ثاني أكسيد الكربون المُذاب.

الحدود والمخاطر

بالإضافة لإمكانية الإبطال التام لتأثيرات الغازات الدفيئة، توجد بعض المشكلات الكبيرة مع إدارة الإشعاعات الشمسية بصفتها شكلًا من أشكال هندسة المناخ، ومن أبرز المشاكل التي تقابلنا هي حتى تأثير تقنيات إدارة الإشعاعات الشمسية مؤقتة وقصيرة الأجل؛ وبالتالي علينا استخدامها باستمرار إلا إذا أُزيل وسُحب ثاني أكسيد الكربون من الجوفي وقت لاحق. ورغم هذا، يمكن حتى تكون تقنيات إدارة الإشعاعات الشمسية قصيرة الأجل مُفيدة.

المراجع