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[笔记，思考] 反射太阳能给地球降温

   给地球降温的方法有多种。

   其中遮挡太阳能，应该是副作用最小的。类似阴天、日全食（降温5℃以上？）。

   热力学第二定律已经说明：人类使用能源，也会引起大气温度升高。尽管现在这个问题还不突出，但将来，有可能很麻烦。未雨绸缪，有备无患。

   因此，拦截/反射太阳能是优先考虑的方法。

   拦截太阳能，和抗旱等结合。尽可能使用可降解材料，避免环境污染。

（1）戴森球

   合理控制地球气温与天气。

   考虑到“米兰科维奇 Milankovitch 假说”的作用，这种用于夏天降温的太空装置，面积可能小于当代有关其他专家们的估计值。

（2）人造行星：给地球打伞

   在地球太阳之间，人造一类“小行星”。为地球打伞。利用太阳能等控制。当然，这些装置的空间姿态调整，仍然需要常规火箭燃料。可以利用太阳能实行遮挡面积的自动控制。

   人造小行星位置，不限于拉格朗日点。离太阳越近，其面积可以越小。

   从长远看，上面这两类方法应当为首选方法。

（3）人造地球卫星

   距离地球更近。还可以更方便地应于抗旱等。

   与“人造小行星”类似，反射物应该是可以旋转的小装置，由太阳能控制器旋转角度，以期实现遮挡效果的调整。类似百叶窗，一大批百叶窗的联合工作。

（4）平流层反射

   平流层大风筝反射太阳能。也可以用于抗旱。

   这个可能最现实。已有平流层缆绳。

   不使用化学物质。优先考虑使用可降解的有机材料，尽力避免环境污染。

   不同于现有的他人“injecting aerosols into the stratosphere，平流层颗粒（将气溶胶注入平流层）”，这里用“平流层风筝”，受到 2019年 IEEE 里的“high-flying kites 高空风筝”启发，特别是 1980年代（之前）“用气球在对流层建立风力发电站”的启发。“平流层风筝”，似乎为本文的创新？

   “平流层风筝”，可以结合风能、太阳能（光伏）发电进行。如将太阳能转化为电力给人类用电，比直接反射掉似乎更合理。为维持地球大气的运动，本文不太主张“平流层风能发电”。更倾向于“用‘平流层太阳能光伏发电’来遮挡太阳能”。

（5）地表反射

   建筑物屋顶，其他空地。已经有地方采用。

   在各个高度反射太阳能，都有效果。

   可以优先给城市打伞。或先在无人区试验一下。网上说，已有较好反射红外线的材料。“城市周边高空打伞（遮挡）”，似乎为本文的创新？

（6）小结

   由于：（1）近几年夏天天气实在太热了；（2）未来我们人类会越来越大规模使用能源，这也会引起气温升高，所以“拦截/遮挡/反射”太阳能的各种具体思路与方案，已经是应该认真考虑的事情了。

   我国现阶段，增加“地表反射”、“给城市高空打伞”等低成本思路，似乎应当认真对待。似乎已经有人利用这类思路取得了城市局部降温的效果。

   “用‘平流层太阳能光伏发电’来遮挡太阳能”，似乎属于中期研究的目标。

   外太空“拦截/遮挡/反射”，目前应该结合“米兰科维奇理论 milankovitch theory”、“ 丹斯果-奥什格尔事件 Dansgaard-Oeschger events”、“亨里奇事件 Heinrich event”以及“厄尔尼诺/拉尼娜 El Niño/La Niña”成因，进行理论性的探索。

反过来，

   冬季，从太空反射更多的太阳能给地球，会使冬天变暖。不过这个搞不好，对地球环境的干扰可能较大。不主张近期试验。

附录（现有的他人方案）：

图1  让地球反射更多太阳光的现有他人思路

https://picx.zhimg.com/v2-b571ca6cf0f469f4042f872bd64e6d71_r.jpg?source=1940ef5c

https://www.zhihu.com/question/60709344/answer/179845387

图2  2013年斯坦福大学 Ken Caldeira 教授的总结

https://pica.zhimg.com/v2-b66069e306400f2050654df8267adcf4_r.jpg?source=1940ef5c

图3  2013年Ken Caldeira 教授总结的原文

https://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-earth-042711-105548

参考资料：

[1] 2023-04-14，热力学第二定律/second law of thermodynamics/包科达，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=576356&Type=bkzyb&SubID=122337

   ①开尔文表述。经验指出热功转换是不可逆的：物体运动的机械能可通过摩擦、内耗和阻尼等耗散结构自发地转化为系统内能；而系统内能是不可能在不产生其他影响的情况下自发地发生变化，以释放热量的形式全部转化为物体的机械运动的能量。摩擦生热现象就是一例。  

[2] 2022-12-23，热力学第二定律/second law of thermodynamics/工程，中国大百科全书，第三版网络版[DB/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=454390&Type=bkzyb&SubID=217934

   ①开尔文表述。经验指出热功转换是不可逆的：物体运动的机械能可通过摩擦、内耗和阻尼等耗散机构自发地转化为热量，但热量不可能在不产生其他影响的情况下自发地全部转化为物体机械运动的能量。

[3] 科普中国，2021-12-31，戴森去世，他提出的“戴森球”究竟存在吗？

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=269968

[4] 科普中国，2022-11-18，向太阳要能量：戴森球真的可以实现吗？

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=385908

[5] 科普中国，2022-08-15，人类文明升级的能量来自哪里，需要建设戴森球吗？

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=112236

[6] 科普中国，2023-06-25，多地热到让人“怀疑人生”，都是厄尔尼诺惹的祸？

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=0&ar_id=421103

[7] 百度，2022-09-08，如何给地球降温？在拉格朗日点上“吹”一个泡泡，减缓太阳热辐射

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1743364024871199526&wfr=spider&for=pc

   2006年的时候，由他提出了一个地球工程项目，在L1拉格朗日点附近放置数万亿个可以折射太阳光的小物件，以此减少全球变暖带来的影响。

[8] 搜狐，2017-06-07，为了给地球降温，科学家们想出了很多清奇的思路

https://www.sohu.com/a/146698242_455411

[9] 知乎，2017-06-06，能否通过播撒致冷剂对抗全球变暖？

https://www.zhihu.com/question/60709344/answer/179845387

[10] Ken Caldeira, Govindasamy Bala, Long Cao. The Science of Geoengineering [J]. Annual Review of Earth and Planetary Sciences, 2013, 41(1): 231-256.

doi:  10.1146/annurev-earth-042711-105548

https://www.annualreviews.org/doi/pdf/10.1146/annurev-earth-042711-105548

[11] IEEE Spectrum, 2019-02-20, Alphabet's Wind Energy Kites to Fly Offshore

https://spectrum.ieee.org/energywise/energy/renewables/alphabets-moonshot-wind-kites-to-fly-offshore

相关链接：

[1] 2023-06-25，最高气温 40℃ 连续 3 天，终于过去了（2023-06-25）

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1392950.html

[2] 2023-06-16，气温连续3小时 39℃！如何给地球降温？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1392002.html

[3] 2023-05-15，[困惑] 开，还是不开空调，2023-05-15？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1388101.html

[4] 2022-08-29，[呼吁] 尽快研究“米兰科维奇 Milankovitch 假说”背后的大气控制机理

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1353132.html

[5] 2022-08-16，[食言而肥] 给地球降温：向全球青少年们征集奇思妙想

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1351391.html

   鉴于“同行评议”对新思想的毁灭性的扼杀（消极对待真正的创新思想，拒绝领域内具革命性的文章），指望“科学家”们给地球降温的奇思妙想在顶刊发表，成功率不会太高的。

   全人类的青少年们！世界是你们青少年的，也是我们成年人的，但是归根结底是你们的。希望寄托在你们身上。

[6] 2022-08-30，[讨论] 人类 2100 年或有半年无法出门？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1353300.html

[7] 2022-08-28，[讨论] 平流层反射太阳能，首选的“地球降温”方式？

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1352999.html

   给地球降温的两个基本途径：（1）减少进入地球大气的能量，特别是减少太阳能。（2）增加大气的散热。减少温室气体排放，属于后者。

   减少太阳能的直接途径，就是对进入地球的太阳能反射或遮挡。可能的有太空、平流层、地表等不同高度的反射或遮挡。当然，在任何高度都可以反射或遮挡太阳能。

[8] 2021-11-16，感谢中国科学院《科学智慧火花》给贴出《高空机翼风筝发电设想》

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1312669.html

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