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Les options de géoingénierie dans cette
analyse préalable comprennent plusieurs moyens
de réduire les augmentations de température
par le masquage de la
lumière solaire (par exemple des miroirs
dans l'espace, de la poudre
dans la stratosphère, de multiples ballons,
de la suie dans la stratosphère
et la stimulation du noyau de condensation des nuages)
aussi bien que la stimulation de l'assimilation de CO2
par les océans.
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Masquage de la lumière solaire
-Miroirs dans l'espace
Placer 50000 miroirs de 100 Km2 dans l'orbite de la
terre pour réfléchir la lumière
solaire.
-Poudre dans la stratosphère
Utiliser des canons ou
des ballons pour maintenir un nuage de poudre dans la
stratosphère pour augmenter la réflexion
de la lumière solaire.
-Bulles dans la stratosphère
Placer des milliards de ballons aluminés remplis
d'hydrogène dans la stratosphère pour
fournir un écran réfléchissant.
-Poudre dans les couches basses de la stratosphère
Utiliser des avions pour
maintenir un nuage de poudre dans les couches basses
de la stratosphère pour réfléchir
la lumière solaire.
-Suie dans les couches basses de la stratosphère
Diminuer l'efficacité
de la combustion des moteurs d'avions volant dans les
couches basses de la stratosphère pour maintenir
un nuage mince de suie pour intercepter la lumière
solaire.
-Stimulation des nuages
Brûler du soufre dans des bateaux ou des usines
de production d'électricité pour former
un aérosol de sulfate pour stimuler des nuages
bas océaniques supplémentaires pour réfléchir
la lumière solaire.
-Stimulation de la biomasse océanique
Placer du fer dans les
océans pour stimuler la génération
de phytoplancton absorbeur de CO2.
-Suppression du CFC dans l'atmosphère
Utiliser des lasers pour désintégrer le
CFC dans l'atmosphère.
Les options de géoingénierie semblent
techniquement faisables en terme d'effets de refroidissement
et de coûts sur la base des informations préalables
disponibles. Mais des
études supplémentaires considérables
seront nécessaires pour évaluer leurs
effets collatéraux, y compris les réactions
chimiques que les particules introduites dans l'atmosphère
pourraient causer ou altérer.
Les options de géoingénierie ont le potentiel
d'affecter le réchauffement dû au gaz à
effet de serre sur une échelle substantielle.
Cependant, précisément parce qu'elles
pourraient le faire, et parce que le système
climatique et sa chimie sont mal compris, ces
options doivent être
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considérées
extrêmement prudemment.
Certaines de ces options sont relativement peu coûteuses
à mettre en oeuvre, mais toutes
comportent une large part d'inconnu en ce qui concerne
les effets collatéraux sur l'environnement. Elles
ne devraient pas être implémentées
sans une appréciation minutieuse de leurs conséquences
directes ou indirectes.
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Parce que ces options ont le potentiel d'affecter le
renforcement du rayonnement de la planète, parce
que certaines d'entre elles causent ou altèrent
variété de réactions chimiques
dans l'atmosphère, et parce que le système
climatique est mal compris, de
telles options doivent être considérées
extrêmement prudemment.
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L'incertitude ne peut être ignorée en répondant
au réchauffement dû aux gaz à effet
de serre. Les erreurs
d'en faire trop peuvent avoir autant de conséquences
que les erreurs d'en faire trop peu; L'erreur d'essayer
de résoudre le mauvais problème est aussi
probable que l'erreur de ne pas agir.
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Les mesures actives de neutralisation doivent être
évaluées mais ne
devraient pas être implémentées
sans une compréhension globale des effets directs
et des effets collatéraux potentiels, des problèmes
éthiques et des risques. Certaines ont
le mérite de se situer dans la gamme d'expériences
actuelles à court terme, et d'autres pourraient
être arrêtées si
des effets non voulus se produisent.
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Le climat global et les systèmes géophysiques,
géochimiques et biologiques examinés sont
tous des systèmes fortement non linéaires
impliquant l'interaction de beaucoup de systèmes
annexes complexes. De tels systèmes sont susceptibles
de manifester diverses
formes d'instabilité, y compris du chaos
dynamique, ainsi que divers effets
latéraux inattendus.
Ces possibilités doivent être sérieusement
considérées avant le déploiement
d'un système de réduction, et les risques
impliqués évalués par rapport à
d'autres alternatives.
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Nos modèles actuels
et notre compréhension des systèmes géophysiques
ne nous permettent pas de prédire de tels effets.
Notre compréhension et modèlisations n'ont
même pas permis jusqu'à maintenant de dresser
la carte des états possibles du système.
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Augmentation de l'absorption du dioxyde de carbone par
les océans
La fertilisation par le fer, ainsi que l'utilisation
potentielle de macro-algues pour assimiler de grandes
quantités de CO2 ont été examinées
dans un récent atelier du Conseil National de
la Recherche sur la productivité marine des algues
et l'assimilation du dioxyde de carbone (31 octobre
1990).
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446
On peut s'attendre à ce que les organismes naturels
dont la croissance serait stimulée par l'apport
de fer produisent du sulfide de diméthyl, qui
formerait des noyaux de condensation de nuage. Aux endroits
et au moment où il y a peu de nuages, la surface
fertilisée pourrait devenir plus nuageuse, ce
qui aurait un effet supplémentaire pour le refroidissement.
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Masquer une certaine quantité de lumière
solaire
Placer un écran dans l'atmosphère ou sur
l'orbite basse de la terre pourrait prendre différentes
formes: ceci pourrait impliquer changer la quantité
ou la nature de la couverture nuageuse, il pourrait
prendre la forme d'une couverture ininterrompue ou il
pourrait être divisé entre de nombreux
"miroirs" ou un nuage
de poudre.
Pour compenser entièrement le réchauffement
dû aux gaz à effet de serre par le doublement
de la concentration de CO2 dans l'atmosphère,
le parasol doit couvrir 1% de la surface.
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Une alternative à la poudre est l'aérosol
d'acide sulfurique, l'autre composant naturel principal
de la brume stratosphérique. La poudre semble
être un meilleur choix parce qu'elle est similaire
à la poussière du sol naturel et ainsi
ne devrait pas avoir d'effet visible au niveau du sol
comme elle tombe progressivement à travers la
troposphère et est entraînée par
la pluie. Cependant Budyko (1982) suggère l'utilisation
d'aérosols d'acide sulfurique créés
par le brûlage de soufre, résultant en
dioxyde de soufre (SO2) qui absorbera automatiquement
l'eau de l'atmosphère entraînant des gouttelettes
de solution d'acide sulfurique.
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Il apparaît que la destruction de l'ozone stratosphérique
due à des réactions chimiques à
la surface de la poudre ou des aérosols ajoutés
dans la stratosphère est un effet indésirable
possible qui doit être considéré
et compris avant que l'utilisation de cette option possible
de réduction soit envisagée.
Notez que l'on peut
s'attendre à ce que la poudre produise des effets
optiques visibles, tels que des couchers de soleil spectaculaires,
comme dans le cas de la poussière volcanique.
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Une alternative possible
est simplement de louer des avions commerciaux pour
transporter la poudre à leur altitude de vol
maximale, où ils la distribuerait.
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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.
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.
Changer l'abondance des nuages
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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455
est proposé que ces émissions aient
lieu au-dessus des océans.
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La stimulation de la biomasse par le fer peut être
faisable et serait une option relativement peu coûteuse.
La stimulation des nuages par l'apport de noyau de
condensation apparaît être une option faisable
et peu coûteuse.
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Peut être qu'une
des surprises de cette analyse est le coût relativement
faible pour lequel certaines des options de géoingénierie
pourraient être implémentées.
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Augmenter la croissance
du phytoplancton par l'addition de fer dans les océans
pourrait être une option de réduction faisable,
mais l'impact du remaniement
de l'équilibre du fer, du carbone, de l'oxygène
et autres nutriments dans l'océan est inconnu
pour l'instant. Ces options doivent être davantage
étudiées et bien comprises avant que leur
implémentation ne soit considérée
sérieusement.
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486
On ne peut considérer l'utilisation de ces options
avant que les effets possibles de la suie, de la poudre
ou des aérosols sur la destruction de l'ozone
stratosphérique soient compris.
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496
Le niveau auquel la science est actuellement capable
d'évaluer la rentabilité du remaniement
de l'équilibre des radiations globales moyennes
laisse une grande part
d'incertitude en ce qui concerne à la
fois la faisabilité technique et les conséquences
environnementales.
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497
Les erreurs sont inévitables.
Les erreurs graves seront coûteuses et douloureuses.
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Éviter tous les réchauffements futurs
serait soit très coûteux (si nous réduisons
significativement la concentration atmosphérique
des gaz à effet de serre) ou potentiellement
très risqué (si nous utilisons la géoingénierie
climatique).
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Quelles sont les exemples d'options ayant un large potentiel
de réduire ou de compenser les émissions?
Les options appelées
géoingénierie ont le potentiel d'affecter
de façon substantielle la concentration atmosphérique
des gaz à effet de serre. Elles ont la
capacité de faire écran à la lumière
solaire, de stimuler l'assimilation du CO2 par les plantes
et les animaux dans les océans ou de supprimer
le CO2 de l'atmosphère. Bien qu'elles apparaissent
faisables elles requièrent
des études additionnelles à cause de leur
impact environnemental potentiel.
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Est ce que les options de géoingénierie
ont vraiment du potentiel?
Les estimations préliminaires de ces options
suggèrent qu'elles ont un large potentiel d'atténuer
le réchauffement dû aux gaz à effet
de serre et qu'elles
sont relativement peu coûteuses en comparaison
d'autres options d'atténuation. Cependant
leur faisabilité et spécialement les
effets collatéraux associés doivent être
soigneusement examinés. Parce que les
options de géoingénierie ont le potentiel
d'affecter le réchauffement dû aux gaz
à effet de serre à une échelle
substantielle, parce qu'il
y a des preuves indiscutables que certaines causent
ou altèrent une variété de réactions
chimiques dans l'atmosphère, et parce
que le système climatologique est mal compris,
de telles options doivent être considérées
extrêmement prudemment. Si le réchauffement
se produit et que le système climatologique se
révèle fortement sensible au rayonnement
forcé, elles pourraient être nécessaires.
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L'hypothèse que l'augmentation des gaz à
effet de serre dans le passé n'est pas encore
totalement observable dans le réchauffement global
est aussi pertinente. Ceci suggère que la stabilisation
du stock de gaz à effet de serre apporterait
encore un changement de climat global dans le système;
une réduction
du stock serait requise pour stabiliser le climat.
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Options de géoingénierie
Cette annexe est divisés en 4 sections: (1) système
maritime de canons, (2) systèmes de ballons,
(3) système de ballons multiples, (4) changement
de l'abondance des nuages.
Système maritime de canons
Le nombre de tirs nécessaires pendant 40 ans
est de 10 puissance 7 tirs (10 millions de tirs).
Si un seul canon peut tirer 5 coups par heure (les canons
maritimes peuvent tirer plus rapidement, mais des intervalles
entre les tirs peuvent augment la durée de vie
du fût) et opérer 250 jours par an, alors
un canon peut tirer 5 coups/heure x 24 heures/jour x
250 jours/an = 3 x 10 puissance 4 tirs/an par canon
(30000 tirs/an par canon).
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Donc 350 canons opérant simultanément.
Si les canons sont organisés par base de 10,
sur terre ou sur mer, et que 1 milliard de $ est alloué
pour le coût d'1 base, on peut s'attendre à
payer 40 bases de 10 canons pour opérer 350 canons
simultanément, donc le coût de 40 bases
x 1 milliard de $ = 40 milliards de $.
Allouons 10 personnes/canon x 400 canons x 3 équipes
x 100000 $/personne/an x 40 ans = 48 milliards de $,
qui peuvent être doublés pour inclure le
personnel indirect, les frais généraux,
etc, ce qui donne environ 100 milliards de $ pour les
opérateurs. Donc, 24000 personnes devraient être
impliquées à tout moment.
Pour résumer,
Munitions 4 x 10 puissance 12 $ (4000 milliards de $)
Fûts 3 x 10 puissance 11 $ (300 milliards de $)
Bases 2 x 10 puissance 11 $ (200 milliards de $)
Personnel 1 x 10 puissance 11 $ (100 milliards de $)
Total 4.6 x 10 puissance 12$ (4600 milliards de$) pour
40 ans
ce qui donne un coût annuel non escompté
d'environ 100 milliards de $
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-Système de ballons
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Si il y a 100 équipes (chacune responsable de
2 lancements par jour, 250 jours par an) et que chaque
équipe est constituée de 100 personnes,
10 puissance 4 personnes x 10 puissance 5 $/personne/an
x 40 ans = 4 x 10 puissance 10 $ (40 milliards de $),
ou environ 10 puissance 11 $ (100 milliards de $) avec
une marge de 150%.
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824
-Changer l'abondance des nuages
Dès le départ on ne peut assez insister
sur le fait qu'il y a
d'énormes incertitudes associées avec
ces exercices intellectuels. Un exemple typique
est que des preuves indirectes nous apprennent que nous
avons une compréhension très limitée
du rôle de l'abondance des nuages parce qu'un
réchauffement a accompagné l'accroissement
mesuré de la couverture nuageuse pendant le siècle
dernier. Par conséquent une
meilleure compréhension du système est
nécessaire avant que des opérations à
grande échelle puissent être raisonnablement
proposées.
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Supposons une flotte de bateaux, chacun transportant
du soufre et un incinérateur approprié.
Les bateaux sont dédiés au parcours des
océans pacifique et atlantiques 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.
D'après ce qui est décrit ci-dessus,
16 x 10 puissance 3 t/jour (16000 tonnes/jour), ou 6
Mt/an (6 millions de tonnes par an) de soufre doivent
être brûlés. Si 10 puissance 2 tonnes
(100 tonnes) par bateau par jour sont allouées
et qu'un bateau sort 300 jours par an, environ 200 bateaux
de 10000 tonnes de capacité sont nécessaires
(un arrêt pour ré-approvisionnement tous
les 150 jours).
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Le SO2 pourrait aussi être émis par les
centrales électriques. Ces centrales pourraient
être construites dans l'océan pacifique
près de l'équateur (espérons le
sur de petites îles désertes) et serviraient
pour fournir de l'électricité aux régions
à proximité (par exemple l'Amérique
du sud). La transmission ou l'utilisation de cette électricité
sous la forme de matériaux raffinés pourraient
être considérées, ou peut être
l'utilisation de systèmes de transmission à
supraconducteurs. On estime que 8 grandes centrales
utilisant du charbon broyé seraient nécessaires.
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Entre 1900 et 1980 la
couverture nuageuse moyenne au-dessus des États-Unis
a augmenté d'à peu près 10%, ce
qui devrait être plus que suffisant pour compenser
l'équivalent d'un doublement du CO2. Parce que
le CO2 a augmenté de seulement 12% durant la
même période, l'effet résultant
devrait être un refroidissement. Cependant,
les analyses des températures dans l'hémisphère
nord pendant la même période indiquent
systématiquement que la température moyenne
a augmenté globalement de 0.5°C et 0.7°C,
mais aucune tendance n'est évidente pour les
États-Unis. Ceci suggère soit que les
effets des nuages ne sont pas compris ou que d'autres
facteurs, tels que la très mauvaise fiabilité
des données de couverture nuageuse et les effets
de l'altitude des nuages doivent être examinés.
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