연구: 성층권 에어로졸 주입, 모델링보다 더 예측 불가능하고 위험해

성층권 에어로졸 주입(SAI)이 모델 예측보다 더 예측 불가능하고 위험하다는 연구 결과 발표

개요

SAI가 제안된 이유

SAI는 1991년 피나투보 산(Mount Pinatubo) 화산 폭발 당시 성층권에 이산화황이 주입되어 약 2년 동안 지구 온도를 약 0.5 °C 낮췄던 일시적인 지구 냉각 효과를 모방하는 것을 목표로 합니다. 일부 이전 연구들은 의도적인 주입이 기후 변화를 방치했을 때 발생하는 광범위한 경제적 영향에 비해 상대적으로 낮은 연간 비용으로 온난화를 완화할 수 있다고 시사해 왔습니다. Columbia 대학교의 이번 연구는 현실적인 운영 및 재료 제약 하에서도 그러한 전망이 유효한지 조사합니다.

주요 연구 결과

• 재료 거동: 황산염의 대안으로 제안된 미세 광물 입자(예: 탄산칼슘, 이산화티타늄 또는 알루미나)는 농축된 가스 기둥 내에서 더 큰 덩어리로 뭉치는 경향이 있습니다. 이러한 응집체는 햇빛 산란 효율이 훨씬 떨어지며 성층권에서 더 빨리 낙하합니다.
• 엔지니어링상의 어려움: 대규모로 응집체를 방지하거나 분해하려면 기존 항공기의 성능을 훨씬 넘어서는 압축 및 분산 시스템이 필요하며, 이는 탑재량을 크게 줄이고 에너지 및 비용 요구 사항을 높입니다.
• 공급망 영향: 일부 시나리오에서 모델링된 규모로 수십 년간 SAI 프로그램을 운영할 경우 특정 재료의 전 세계 생산량 중 상당 부분을 소비할 수 있습니다. 연구에 따르면 온난화 속도를 절반으로 줄이도록 설계된 15년 프로그램은 전 세계 지르코늄 광석 생산량의 최대 40%를 필요로 할 수 있으며, 현재의 공업용 다이아몬드 생산량을 초과할 수도 있습니다.
• 경제 및 지정학적 위험: 특정 광물에 대한 대규모의 갑작스러운 수요는 가격 상승을 유발하고, 산업 부문에 부담을 주며, 광물 공급망에서 새로운 전략적 취약성을 초래할 수 있습니다.

운영 및 거버넌스 고려 사항

고체 대 황산염 에어로졸에 대한 시사점

고체 광물 에어로졸은 잠재적인 오존층 파괴를 포함하여 황산염 주입의 알려진 단점 중 일부를 피하기 위해 제안되었습니다. Columbia 대학교의 분석에 따르면 모델에서 고체를 매력적으로 만들었던 특성들(높은 반사율 및 낮은 가열율)이 실제 분산 환경 및 대기 화학 과정에서는 유지되지 않을 수 있음을 보여줍니다. 만약 응집체가 형성되거나 미크론 단위로 안정적인 분산이 불가능하다면, 광물 후보군은 모델링된 이점을 상실할 수 있습니다.

결론 및 제언

이 연구는 SAI가 이상적인 기후 모델 시뮬레이션에서는 종종 결여된 실질적인 실행 한계에 직면해 있다고 결론짓습니다. 주요 제언은 다음과 같습니다.

1. 응집 역학 및 복사 영향을 포함하여 현실적인 성층권 가스 기둥 조건에서의 에어로졸 미세물리에 대한 집중적인 연구.
2. 대형 응집체를 생성하지 않고 목표 입자 크기를 전달 및 유지할 수 있는 분산 기술의 개발 및 시험.
3. 재료 공급망 및 특정 광물에 대한 대규모 수요의 잠재적 경제적 영향 평가.
4. 분산된 활동은 위험을 크게 증가시킬 수 있으므로, 조정, 배치 표준 및 위험 절충안을 관리하기 위한 국제 거버넌스 프레임워크 구축.