Les implications politiques du réchauffement dû aux gaz à effet de serre: réduction, adaptation et base scientifique - 03/05

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Le coût de maintenir 10 puissance 10 Kg (10 millions de tonnes) de poudre dans la stratosphère est déterminé par la durée de vie de la poudre en suspension et les moyens utilisés pour placer le matériau. La durée de vie dans la stratosphère est supposée être de 2 ans, nécessitant que 10 puissance 10 Kg (10 millions de tonnes) soient placés dans la stratosphère 20 fois durant les 40 prochaines années jusqu'en 2030.

Le comité a estimé le coût d'un tel système de canons maritimes, et certains détails des estimations se trouvent ci-dessous. Le détail complet de l'estimation des coûts se trouve en annexe Q11.

Le projet est conçu pour atténuer l'effet de 10 puissance 12 t C (1000 milliards de tonnes) en continu, équivalent à 4 x 10 puissance 12 t CO2 (4000 milliards de tonnes); le coût non escompté sur 40 ans est de 5 $/t C ou 1 $/t CO2 atténué. Le coût annuel non escompté est de 0.125 $/t C/an ou 0.03 $/t CO2/an. Si on suppose une durée de vie de 1 an (Hunten's, 1975, l'estimation pour une altitude de 20 Km est de 1.25 ans), le coût annuel est double à 0.25 $t/ C/an, ou 0.06 $/t CO2/an. Si la quantité de poudre nécessaire est 10 fois celle utilisée pour les estimations, le coût pourrait être aussi élevé que 3 $/t C/an ou 0.75 $/t CO2/an. Si la quantité devant être atténuée est celle des émissions des États-Unis de 1989, l'échelle du projet peut être divisée par 500, ce qui donne un coût annuel d'environ 250 à 500 millions de $.

Pour résumer le scénario des canons maritimes, le système envoie de la poudre dans la stratosphère à un coût d'environ 10 à 30 $/Kg. Chaque kilogramme de poudre atténue les effets d'environ 100 t C. Le système atténue les effets du carbone à un coût non escompté de 0.1 à 0.3 $/t C ou 0.03 à 0.06 $/t CO2. L'incertitude en ce qui concerne les nuages et la densité nécessaire de poudre pour un effet de 1% sur le forçage radiatif suggère qu'il est raisonnable, et même conservateur, d'estimer les coûts dans une gamme de 0.03 $ à 1 $/t CO2 atténué.

Fusées
Le coût du lancement de fusées (utilisant le surplus de fusées disponibles telles que la Nike Orion, qui coûte environ 25000 $ et transporte une charge de 226 Kg) est d'environ 100 $/Kg de poudre, 5 fois les coûts estimés du placement du matériau en altitude au moyen de gros canons. Ces chiffres sont pour le lancement à 70 Km de hauteur, donc l'efficacité possible devrait être supérieure, et les coûts pour un nouveau système de fusées pourraient être plus proches de ceux estimés pour les canons.

Ballons
Les ballons à hélium scientifiques actuels transportent environ 2250 Kg pour un coût de 200000 $ par vol, donnant un coût de 80 $/Kg de poudre, ou environ 4 fois le coût des canons maritimes. Des ballons à hydrogène pourraient être moins chers. Le coût de placer la poudre avec des ballons à hydrogène est estimé en annexe Q et semble être dans la même gamme que celle estimé pour les canons maritimes de 400 mm. Les ballons à air chaud ne semblent pas être aussi efficaces en terme de prix que les ballons à hydrogène. La conception et le coût de tels ballons sont aussi discutés en détail en annexe Q13.

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Échappement des avions
Penner et autres (1984) ont suggéré que les émissions de 1% du poids du carburant de la flotte d'avions commerciaux comme particules, entre 12 et 30 Km d'altitude pendant une période de 10 ans, changeraient suffisamment l'albédo de la planète pour neutraliser les effets de l'équivalent d'un doublement du CO2. Ils ont proposé que le réglage du système de combustion des moteurs, pendant les portions à haute altitude des vols commerciaux, soit modifié pour avoir un mélange riche, ce qui pourrait être fait avec une perte d'efficacité négligeable. Utilisant les estimations de Reck sur le coefficient d'amortissement des particules (Reck, 1979, 1984), ils ont estimé une quantité de particules nécessaire d'environ 1.168 x 10 puissance 10 Kg (11.68 millions de tonnes), comparés avec l'estimation du comité de 10 puissance 10 Kg (10 millions de tonnes), basé sur Ramaswamy et Kiehl (1985). Ils ont ensuite estimé que si 1% du carburant des avions volant au-dessus de 9000 m était émis comme de la suie, la quantité nécessaire de particules serait émise en une dizaine d'années.

Cependant, la flotte actuelle d'avions commerciaux opère rarement au-dessus de 12 Km et la durée de vie des particules à leur altitude sera beaucoup plus courte que 10 ans. Une estimation (Conseil sur la Recherche nationale, 1985) pour la demi durée de vie de la fumée est de 1.4 × 10-7/s. Ce qui donne une demi durée de vie de 83 jours, ou un peut moins qu'un trimestre. La quantité de carburant devant être transformée continuellement en suie est donc plus proche de 40% que de 1%. Ceci semble peu pratique. Cependant, si l'atténuation nécessaire est équivalente aux émissions de gaz à effet de serre aux États-Unis en 1989 (8 x 10 puissance 9 t CO2, 8 millions de tonnes), la quantité de suie nécessaire serait 500 fois plus faible et correspondrait à moins de 0.1% du carburant consommé. Si 1% du combustible était utilisé, environ 25 x 10 puissance 9 t CO2/an (25 milliards de tonnes de CO2/an) seraient atténuées.

En 1987, 16% du montant des dépenses des compagnies aériennes ont été consacrées au carburant (Bureau du recensement US, 1988). Comme le revenu pour cette année a été de 45.339 milliards de $, le coût approximatif des émissions de particules à l'aide des moteurs d'avions pour l'atténuation de l'équivalent des émissions américaines en 1989 serait de 7 millions de $, ou environ 0.001 $/t CO2/an plus le coût de l'ajustement des moteurs.

Ceci fournit un gamme de coût de 0.001 à 0.1 $/t CO2/an. Une alternative possible est simplement de louer des avions commerciaux pour transporter la poudre à leur altitude de vol maximale, où ils la distribuerait. Pour estimer les coûts, on suppose que la même quantité de poudre estimée ci-dessus pour la stratosphère fonctionnerait pour la tropopause (la limite entre la troposphère et la stratosphère). Les résultats peuvent être calculés pour d'autres quantités. Les commentaires ci-dessus concernant les effets possibles de la poudre sur l'ozone stratosphérique s'appliquent aussi bien à l'ozone dans la troposphère basse, mais pas dans la troposphère. L'altitude de la tropopause varie avec la latitude et les saisons.

En 1987, les lignes aériennes intérieures ont transporté 1.339 milliards de tonnes-miles de fret, pour un coût total de 4.904 milliards de $...

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...(Bureau du recensement US, 1988). Ceci donne un coût légèrement supérieur à 1 $ par tonne-mile pour le fret. Si une mission de distribution de poudre nécessite l'équivalent d'un vol de 500 miles (800 Km) (environ 1 heure et demi), le coût de distribution pour la poudre est de 500 $/t. Si on ignore la différence entre les tonnes britanniques et métriques, ceci donne un coût de 0.5 $/Kg de poudre. Si 10 puissance 10 Kg (10 millions de tonnes) doivent être placés tous les 83 jours (à condition que la poudre tombe au même rythme que la suie), 5 fois plus que le total de tonnes-miles de 1987 seront nécessaires. La question de savoir si des avions dédiés pourraient voler sur de plus longues distances avec la même efficacité devrait être examinée. Cependant, si le besoin est d'atténuer les effets des émissions de CO2 des États-Unis de 1989, 500 fois moins de poudre est nécessaire, le coût est d'environ 10 millions de $ par an, et l'implémentation nécessiterait environ 1% des tonnes-miles de 1987. Si 10% des tonnes-miles de 1987 étaient utilisés, le système pourrait atténuer 80 Gt (80 milliards de tonnes) de CO2. Ces coûts devraient probablement être augmentés du prix de la poudre (disons 0.5 $/Kg) et du système de distribution dans les avions, mais des taux supérieurs à la moyenne du fret pourraient probablement être obtenus. Le coût semble donc être de 0.0025 $/t CO2.

Manifestement la quantité de poudre nécessaire pourrait être plus grande d'un facteur 10, et le coût serait de 0.025 $/t CO2. Ceci donne une estimation du prix dans la gamme 0.003 à 0.03 $/t CO2.

Écran de ballons multiples
Un écran peut être créé en mettant un grand nombre de ballons aluminés remplis d'hydrogène à une altitude suffisante pour qu'ils n'interfèrent pas avec le trafic aérien. Ils fourniraient un écran réfléchissant. Les propriétés d'un tel système sont examinées en annexe Q.

Le système de parasol exigeant des milliards de ballon de diamètre compris entre 1 et 6 mètres semblerait coûter environ 20 fois plus que répandre de la poudre dans la stratosphère. Le grand nombre de ballons, et le problème des déchets posé par leur chute, rendent le système plutôt peu attrayant.

Changer l'abondance des nuages
Une discussion plus détaillée sur le changement de l'abondance des nuages se trouve en annexe Q.

La proposition
Des études indépendantes estiment qu'une augmentation approximative de 4% de la couverture maritime de stratocumulus serait suffisante pour compenser le doublement du CO2 (Reck, 1978; Randall et autres, 1984). Albrecht (1989) suggère que la réflectivité moyenne des nuages bas pourrait être amplifiée si l'abondance de noyaux de condensation de nuages était augmentée par des émissions de SO2. Il...

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...est proposé que ces émissions aient lieu au-dessus des océans, qu'elles produisent seulement une augmentation de l'albédo des stratocumulus, et que les nuages restent aux mêmes latitudes au-dessus de l'océan, où l'albédo de surface est relativement faible et constant.

Albrecht (1989) estime qu'une augmentation d'environ 30% des noyaux de condensation de nuages serait nécessaire pour augmenter la couverture nuageuse ou l'albédo des stratocumulus maritimes de 4%. Les stratocumulus idéalisés d'Albrecht, typiques d'après lui, ont une épaisseur de 375 m, un taux de pluviométrie de 1 mm par jour et un diamètre moyen de gouttelettes de 100 nm, et il suppose que chaque gouttelette est formée par la fusion de 1000 gouttelettes plus petites. Le taux de diminution des noyaux de condensation de nuages est de 1000 cm3/jour d'après ses modèles. Par conséquent environ 300 /cm3 par jour (30% de 1000) de noyaux de condensation de nuages additionnels devraient être émis à la base du nuage pour maintenir une augmentation de 4% de la couverture nuageuse. Ceci suppose que l'atmosphère perturbée devrait aussi rester suffisamment proche de la saturation au voisinage des noyaux et que la couverture de nuages se formerait à chaque fois que le nombre de noyaux augmenterait.

Estimation de la masse de noyaux de condensation de nuages
En gardant à l'esprit les suppositions d'Albrecht, que la couverture nuageuse dans une région typique de l'océan est limitée par le faible nombre de noyaux de condensation de nuages, nous extrapolons maintenant pour la terre entière. En moyenne, 31.2% du globe est couvert par des nuages stratiformes maritimes (Charlson et autres, 1987). Si aucun nuage de haute altitude n'est présent, le nombre de noyaux de condensation de nuages qui doit être ajouté chaque jour est de 1.8 x 10 puissance 25. La masse est égale à 4/3 pi r3 x densité, et il est supposé que le rayon moyen est égal à 0.07 x 10 puissance -4 cm (7 microns) (Charlson et autres, 1987). Comme la densité de l'acide sulfurique (H2SO4) est de 1.841 g/cm3, la masse de noyaux de condensation de nuages est de 2.7 x 10 puissance -15 g. Le poids total de H2SO4 devant être ajouté chaque jour est de 31 x 10 puissance 3 tonnes (31000 tonnes) de SO2 par jour si tout le SO2 est converti en noyaux de condensation de nuages H2SO4.

Pour relativiser les choses, une centrale électrique à charbon américaine émet autant de SO2 par an. Par conséquent l'équivalent de 365 de ces centrales, espacées de façon homogène, seraient suffisantes pour produire suffisamment de noyaux de condensation de nuages.

Pour estimer directement le coût du soufre, le poids total de SO2 devant être ajouté chaque jour serait égal à 32 x 10 puissance 3 tonnes (32000 tonnes), ou environ 16 x 10 puissance 3 tonnes (16000 tonnes) de soufre (S), ce qui est équivalent à environ 6 x 10 puissance 6 tonnes (6 millions de tonnes) de soufre par an. Si le prix moyen du soufre sur le marché en sortie de la mine est de 96.60 $/t, prix des années 1983 à 1987, le coût serait d'environ 580 millions de $ par an. Mettre en équation ce coût annuel pour les 300 parties par million par volume (ppmv) de CO2 nécessaire pour une compensation complète donne 580 $ x 10 puissance 6 /an /(3890 x 10 puissance 6 t C/ppmv CO2 x 300 ppmv CO2), ou environ une fraction de 0.01 $/t CO2. Pour obtenir une équivalence en conservation de carbone, les émissions de carbone connues pour 1978, 1979 et 1980...

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...ont été comparées avec l'augmentation totale de CO2 mesurée: 3890 x 10 puissance 6 t C @ 1 ppmv CO2. Une augmentation de 4% de la couverture nuageuse a ensuite été comparée à une diminution de 300 ppmv de CO2, ce qui donne une réduction de 1200 à 4400 Gt (1200 à 4400 milliards de tonnes) de CO2.

Estimation des coûts
Le coût principal de ce processus est la méthode de distribution du SO2 dans l'atmosphère au bon endroit. Supposons une flotte de bateaux, chacun transportant du soufre et un incinérateur approprié. Les bateaux sont dédiés au parcours des océans pacifique et atlantique subtropicaux, loin des terres, pendant qu'ils brûlent du soufre. Ils sont dirigés sur des trajectoires couvertes de nuages par un centre de contrôle qui utilise des données satellitaires pour planifier la campagne. En plus de choisir des zones contenant des nuages, il serait important de répartir les bateaux et leurs plan de brûlage pour ne pas créer de changements régionaux majeurs, ou de genre de changement dans le temps et dans l'espace qui pourrait déclencher des vagues indésirables. Ces restrictions (qui peuvent peut être ne pas être définies pour l'instant) pourraient présenter un problème difficile pour faire fonctionner ce système.

D'après ce qui a été calculé ci-dessus, 16 x 10 puissance 3 tonnes (16000 tonnes) par jour seraient nécessaires. Si nous affectons 10 puissance 2 tonnes (100 tonnes) par bateau par jour, et que les bateaux sortent 300 jours par an, environ 200 bateaux de 10000 tonnes de capacité (s'arrêtant pour se réapprovisionner tous les 100 jours) sont nécessaires. Avec un coût de 100 millions de $ par bateau (sûrement généreux), le coût de la flotte est de 20 milliards de $. Amorti sur 20 ans, le coût annuel est de 1 milliard de $. Le soufre coûterait en plus 0.6 milliards de $ par an et les coûts d'opération par bateau 2 millions de $ (10000 $ par jour d'opération), donnant un coût total de 2 milliards de $ par an. Sur une durée de 40 ans (jusqu'en 2030), ceci donne un coût de 80 milliards de $, ou approximativement 100 milliards de $. Ceci atténue continuellement l'effet de 10 puissance 3 Gt (1000 milliards de tonnes) de CO2, pour un coût de 0.1 $/t C/an, ou 0.025 $/t CO2/an. Ce qui donne une estimation du coût dans la gamme de 0.03 à 1 $/t CO2. Il continue bien sur à y avoir un coût annuel de 2 milliards de $.

Le SO2 pourrait aussi être émis par des centrales électriques. Ces centrales pourraient être construites sur l'océan près de l'équateur (il y a plus d'espace dans le pacifique que dans l'atlantique) et pourraient fournir de l'électricité pour les zones proches (Amérique du sud). La transmission et l'utilisation de l'électricité sous la forme de matériaux raffinés, ou peut être par l'utilisation de systèmes de transmission à supra conducteurs, pourraient être considérées. Ceci nécessiterait vraisemblablement 8 grosses centrales utilisant du charbon "broyé" (avec 4 fois la quantité normale de soufre), pour un coût de 2 à 2.5 milliards de $ par centrale. La plupart des coûts pourraient être supportés par ceux achetant l'électricité, donc imaginant un coût de, au plus, 10% par an (l'intérêt sur l'investissement), le prix total serait de 2 milliards de $ par an ( avec la conversion ci-dessus, 2 $ x 109/3890 x 10 puissance 6 x 300 = environ 0.0005 $/t CO2).

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Déposition d'acide possible
On doit examiner si l'injection d'autant de SO2 additionnel dans l'atmosphère pourrait créer un problème de déposition d'acide. On doit garder à l'esprit que le composant principal des noyaux de condensation de nuages naturels est le sulfate des algues marines. Schwartz (1988) cite une estimation de 16 à 40 x 10 puissance 12 g/an ou environ 25 x 10 puissance 9 Kg/an (25 millions de tonnes/an) émis de cette source. L'addition d'environ 6 x 10 puissance 9 Kg/an (6 millions de tonnes/an), un quart de la quantité naturelle totale, est considérée, bien que localement beaucoup plus serait ajouté à la quantité déjà présente. Les océans ont une énorme capacité de régulation (Stumm and Morgan, 1970), donc la pluviosité additionnelle du sulfate (spécialement après la dilution par la dispersion des nuages et la fusion des gouttelettes) semble peu probable d'avoir un effet, même localement, bien qu'il y ait clairement des désaccords sur ce point. L'inquiétude principale serait d'éviter la déposition supplémentaire d'acide sur les terres. Avec une pluviométrie de 30% par jour, ceci pourrait être assuré à un niveau de 90% en opérant pendant environ une semaine avec un vent venant des terres. Une telle contrainte devra être ajouté aux autres citées précédemment.

Un autre moyen de traiter le problème des pluies acides serait d'introduire le sulfate sous la forme de sulfate ou bisulfate d'ammonium , les deux étant des sels neutres. Ceci éviterait la question des pluies acides dès le départ. Ces sels sont fréquemment utilisés comme engrais et, avec la dilution envisagée, auraient un léger effet fertilisant localement. Ces sels peuvent être obtenus en faisant réagir de l'ammoniaque avec de l'acide sulfurique. Le prix de l'ammoniaque est d'environ 100 $/t, donc le coût des noyaux de condensation de nuage pourrait doubler, et il y aurait un coût supplémentaire pour l'équipement servant à produire la réaction en mer. Ces coûts additionnels pourraient faire augmenter le total d'autant que 50%, à 0.15 $/t de carbone atténué par an ou 0.04 $/t CO2.

Il pourrait aussi être judicieux de considérer l'utilisation de navires qui injecteraient un aérosol d'eau de mer dans l'air au-dessus de l'océan, augmentant ainsi la densité d'aérosols de cristaux de sel marin, qui peuvent agir comme noyaux de condensation de nuage (Latham et Smith, 1990).

Suppression des chlorofluorocarbones (CFC) atmosphériques
Une autre option pour réduire le réchauffement dû aux gaz à effet de serre pourrait être de supprimer les chlorofluorocarbones de leur principal réservoir, la basse atmosphère ou troposphère. Le temps prévu de maintient des CFC dans la troposphère dépasse 65 ans; évidemment ces gaz très inertes disparaissent par une déperdition très lente vers la stratosphère, où les rayons ultraviolets du soleil entraînent la décomposition moléculaire. Est ce que ce processus naturel de diminution des CFC peut être significativement amélioré par des moyens technologiques à grande échelle est une interrogation légitime.

Il a été suggéré que des lasers extrêmement puissants puissent être utilisés pour désagréger les CFC (Stix, 1989). De grands réseaux de lasers pulsés à...

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...une altitude de quelques milliers de mètres lanceraient d'intenses rayons infrarouges vers l'atmosphère. Les faisceaux laser détruiraient alors sélectivement les molécules de chlorofluorocarbone dans l'atmosphère par un processus de dissociation multiphoton. À cause de la faible concentration atmosphérique en CFC (moins d'une partie par milliard par volume), n'importe quel procédé pour les supprimer doit donc être très sélectif. Le procédé ne peut pas se permettre de dépenser de l'énergie dans des réactions impliquant n'importe quelles molécules dans l'atmosphère autres que les CFC. Le système de laser suggéré dépend donc d'abord de la découverte de bandes de forte absorption laser par les molécules de CFC. Deuxièmement, on doit trouver à l'intérieur de ces bandes des "fenêtres spectrales" où l'absorption de la lumière laser par les molécules non CFC est pratiquement nulle. Des calculs informatiques utilisant une importante base de données de vues transversales dans l'infrarouge des gaz atmosphérique suggère qu'une transmission de 90% sur une trajectoire serait possible dans une atmosphère sèche.

Néanmoins, un grand nombre de questions restent inexplorées, parmi lesquelles les lasers et les technologies optiques, l'efficacité de la conversion électro-optique, les canaux d'absorption laser inattendus ou anormaux incluant des processus d'états excités et d'éparpillement par rotation stimulée Raman, les miroirs passe-bande infrarouges, la sélectivité suffisante des lasers, les bénéfices des faisceaux pulsés, les modèles d'humidité atmosphérique et de vitesse du vent, la disponibilité des sites et la sécurité et l'écologie. Même en faisant des suppositions très optimistes sur la résolution de ces questions et d'autres problèmes, les dépenses associées à l'installation et aux opérations de cette quantité de centrales laser élaborées seraient prohibitives: pour supprimer 10% des CFC atmosphériques annuellement, la facture d'électricité à elle seule est estimée à 10 milliards de $. Néanmoins, si des progrès technologiques pouvaient améliorer l'efficacité globale d'un facteur 10 à 20, le coût d'une telle transformation de l'atmosphère, bien que très important, pourrait valoir la peine d'être évalué.

En conclusion, le comité ne croit pas qu'utiliser des lasers pour supprimer le CFC dans l'atmosphère soit actuellement faisable.

Conclusions
Plusieurs des possibilités de géoingénierie discutées dans ce chapitre, y compris la suppression des CFC atmosphériques, les miroirs dans l'espace et l'écran de ballons stratosphériques, paraissent, avec les technologies actuelles et celles qui pourraient être disponibles prochainement, être peu pratiques, trop lourdes à gérer, ou trop coûteuses. Ces idées pourraient mériter des études supplémentaires pour être certain de cette conclusion mais ne semblent pour l'instant pas valoir de grands efforts. Elles doivent être gardées à l'esprit cependant, parce que les changements dans les technologies pourraient les rendre plus attractives.

La reforestation est une option écologiquement attractive peu coûteuse qui pourrait être adoptée rapidement comme programme à grande échelle. Elle est cependant limitée au niveau du coût...

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...par la disponibilité de terrains appropriés. Le comité hésite donc à regarder au-delà de son potentiel initial d'atténuation de 240 Mt CO2/an. De plus, un certain nombre d'années seraient nécessaires pour que la reforestation atteigne son potentiel complet d'atténuation.

La stimulation de la biomasse par le fer peut être faisable et serait une option relativement peu coûteuse. Son application paraît être limitée au plus à l'atténuation de l'équivalent de 7 Gt CO2/an (environ 1.5 fois les émissions annuelles de CO2 des États-Unis). La biologie, l'écologie, la dynamique chimique et physique de l'océan avec cette possibilité ne sont pas bien comprises et devraient être examinées davantage, à la fois théoriquement et expérimentalement. Des questions subsistent pour savoir si le fer est le nutriment limitatif. De plus, la dynamique de circulation de l'océan antarctique pourrait sévèrement limiter les effets. Si elle était faisable, le potentiel d'atténuation de cette possibilité – stockage de CO2 dans des organismes actifs et CO2 dissout avec un rythme lent de séquestration au fond de l'océan – pourrait probablement être établie sur plusieurs années. Si les applications de fer étaient arrêté, on pourrait s'attendre à ce que les organismes actifs meurent en quelques jours ou semaines, mettant donc un terme à l'effet d'atténuation.

La stimulation des nuages par l'apport de noyaux de condensation apparaît être une option faisable et peu coûteuse capable d'être utilisée pour atténuer n'importe quelle quantité d'équivalent CO2 par an. Les détails de la physique des nuages, la vérification de la quantité de noyaux de condensation de nuages devant être ajouté pour un certain niveau d'atténuation et la possibilité de pluies acides, ou d'autres effets, doivent être étudiés avant qu'un tel système ne soit mis en application. Une fois qu'une décision a été prise, le système pourrait être mobilisé et commencer les opérations dans un délai d'un an environ, l'effet d'atténuation serait immédiat. Si le système était arrêté, l'effet d'atténuation cesserait sans doute très rapidement, en quelques jours ou semaines, comme les noyaux de condensation de nuages seraient dissipés par la pluie et la bruine.

Plusieurs projets dépendent de l'effet de la poudre additionnelle (ou peut être de la suie), dans la stratosphère ou la très basse stratosphère, pour faire écran à la lumière solaire. Une telle poudre pourrait être distribuée dans la stratosphère par différents moyens, gros canons ou fusées, ou être élevée par des ballons à hydrogène ou à air chaud. Ces possibilités semblent faisables, économiques, et capables d'atténuer l'effet d'autant d'équivalent CO2 que l'on est prêt à payer (apporter de la poudre ou de la suie dans la troposphère ou la stratosphère basse au moyen d'avions pourrait être limité, pour un faible coût, à l'atténuation de l'effet de 8 à 80 Gt CO2 équivalent par an). De tels systèmes pourraient probablement être opérationnels dans un délai d'un ou deux ans après qu'une décision ait été prise et les effets d'atténuation commenceraient immédiatement. Parce que la poudre tombe naturellement, si l'apport de poudre était stoppé les effets d'atténuation cesseraient dans un délai de 6 mois pour la poudre (ou la suie) apportée dans la tropopause et de quelques années pour la poudre apportée dans la stratosphère moyenne.

Une telle poudre aurait un effet visible, particulièrement sur les lever et coucher de soleil, et réchaufferait la stratosphère à l'altitude de la poudre. Ce...

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...réchauffement aurait un effet sur la chimie de la couche d'ozone dans la stratosphère et cette possibilité doit être examinée avant l'utilisation étendue d'un tel système d'atténuation. La quantité de poudre devant être ajoutée est dans la gamme de celle apportée de temps en temps par les éruptions volcaniques, l'effet sur le climat ne serait donc pas supérieur à celui apporté naturellement. Cependant, les effets naturels ou artificiels sur la chimie pourraient être très sérieux dans le cas d'une augmentation des CFC dans la stratosphère, le résultat d'avoir ces effets continuellement doit être examiné, donc cette option pourrait ne pas être utilisable. Une meilleure spécification des caractéristiques et de la taille de la poudre pour un meilleur résultat et de meilleures données sur son taux de chute à différentes altitudes ainsi que sur la chimie du chlore sont nécessaires. Il sera important d'observer les effets d'éruptions volcaniques sur la chimie stratosphérique, en portant une attention spéciale à séparer les effets de la poudre, des aérosols et de l'acide chlorhydrique.

Parmi ces systèmes pour altérer l'albédo de la planète, l'augmentation des nuages maritimes à basse altitude par l'augmentation des noyaux de condensation de nuages et l'apport de poudre dans la stratosphère en utilisant de gros canons semblent les plus prometteurs. Le système de canons semble être peu coûteux, relativement facile à gérer, et nécessiter peu de sites de lancement. Cependant, l'effet possible de la poudre stratosphérique supplémentaire sur la chimie de l'ozone pourrait être un sérieux problème, et le bruit des canons doit être géré. Les ballons semblent être aussi une bonne possibilité, mais leur retour à terre nécessiterait une gestion.

Les systèmes d'écrans solaires n'auraient pas à être mis en place jusqu'à peu de temps avant qu'ils ne soient nécessaires pour l'atténuation, bien que les recherches pour comprendre leurs effets, ainsi que les travaux de conception et d'ingénierie, devraient être faits maintenant afin de savoir si ces technologies seront disponibles si nécessaire.

Peut être qu'une des surprises de cette analyse est le coût relativement faible pour lequel certaines des options de géoingénierie pourraient être implémentées. Cependant, si des analyses supplémentaires soutiennent les conclusions préliminaires, elles amèneront d'autres investigations pour décider si elles peuvent produire les réponses ciblées sans effets additionnels inacceptables. Le niveau auquel nous sommes actuellement capables d'évaluer le coût de l'ingénierie de l'équilibre global moyen des radiations laisse de grandes incertitudes, à la fois sur la faisabilité technique et sur les conséquences environnementales. Ces analyses suggèrent que des études supplémentaires sont appropriées.

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Aucune tentative n'a été faite pour juger si des actions pour atténuer le réchauffement dû aux gaz à effet de serre devraient être entreprises. Cependant, si par le processus politique les États-Unis décident de tenter d'atténuer le réchauffement global, ils devraient le faire de la façon la plus efficace possible, avec une appréciation étendue des alternatives disponibles, de leurs efficacités potentielles et des implications de leur implémentation.

Le comité insiste à nouveau sur le fait que des incertitudes substantielles brouillent toutes les estimations numériques récapitulées dans ce chapitre. Le degré d'incertitude varie largement, mais dans beaucoup de cas, tel que les alternatives de "géoingénierie" à grande échelle, il est tellement grand que même des jugements relatifs doivent être prudents. Plus généralement, l'ensemble des informations dans ce rapport devrait être considéré comme utile essentiellement pour comparer de larges gammes d'options, et non comme des recommandations spécifiques pour leur implémentation sans analyses additionnelles, recherches, ou études empiriques.