مرکز همکاری های تحول و پیشرفت
پیش بینی می شود تا سال ۲۰۵۰ متوسط دمای سطح جهانی بین 1.5 تا 3 درجه سانتی‌گراد و سطح آب دریاها تا پایان قرن تا 2 متر افزایش یابد. تغییرات آب و هوایی در این مقیاس می‌تواند کشاورزی را تهدید کرده، فشار را بر ذخایر آب شیرین افزایش داده، بسیاری از شهرهای ساحلی را در معرض طوفان‌های مخرب و سیل قرار دهد. فناوری می‌تواند نقش مهمی در کاهش خطرات مرتبط با تغییرات آب و هوا داشته باشد. پیش‌بینی می‌شود تا 30 سال آینده، در مناطق ساحلی تالاب‌های مصنوعی ایجاد شود، سیل بندها به حسگرهای اقیانوس‌نگاری مجهز شوند و از تکنیک‌های ساخت‌وساز 4 بعدی برای انعطاف‌پذیری در شرایط مختلف آب و هوایی استفاده گردد.
تجهیزات جداسازی و ذخیره کربن می‌توانند CO2 و دیگر گازهای گلخانه‌ای مانند متان را از هوا استخراج کرده، و محصولاتی مانند کود و پلاستیک را تولید کند. از این دست فناوری‌ها ایجاد سپر خورشیدی از فناوری‌های مهمی هستند که نیاز به تحقیقات بیشتری دارند.
پیشران‌های علمی و فناورانه
جداسازی و ذخیره‌سازی کربن(Carbon Capture and Sequestration (CCS) )
فناوری CCS، کربن را از دی‌اکسید کربن (علت اصلی گرمایش جهانی) حذف می‌کند و دمای زمین را کاهش می‌دهد. امروزه جذب مستقیم کربن از هوا از نظر فنی عملی است، اما پیاده‌سازی این فناوری در مقیاس بزرگ نیاز به حل انواع چالش‌های مهندسی دارد. حذف کربن از آب و خاک نیز جزو فناوری‌های مهم برای جلوگیری از تغییرات اقلیمی است. بارآوری آهن (حذف کربن از دریا) و تولید بیوچار یا زغال زیستی (حذف کربن از خاک) جزو فناوری‌های مهم این حوزه است.
مدیریت تابش خورشیدی (Solar Radiation Management (SRM))
فناوری SRM، پاشش ریز ذرات سولفات در بخش استراتوسفر جو برای بازتابش اشعه خورشید برای کاهش دمای سطح زمین است. SRMامیدوار کننده است، اما فهم بیشتر از جو و الگوهای آب و هوایی برای این فناوری نیاز به تحقیقات بیشتری دارد.
حسگرها و داده‌های بلادرنگ
حسگرها و ربات‌ها می‌توانند برای کنترل محیط‌های هیدرولوژیکی و کمک به بازسازی مکانیزم‌های دفاعی طبیعی استفاده شوند و در این زمینه تحقیقات در جریان است.
کاهش گازهای گلخانه‌ای
کاهش تولید متان با تغییر غذای دام‌ها (استفاده از جلبک دریایی)، اصلاح ژنی و کاشت بیشتر در زمین‌های کشاورزی، اصلاح ژنی محصولات برای جذب بیشتر نیتروژن،استفاده از انرژی خورشیدی برای تولید کود (پروژه SUNCAT) و استفاده از فناوری زیستی برای تولید سوخت جایگزین (بيوديزل، بيوگاز و بيواتانول) روش‌هاي مناسبي براي كاهش گازهاي گلخانه‌اي هستند.
تکنیک‌های ساخت و ساز 4 بعدی
چاپ 4 بعدی از تکنیک‌های تولید افزایشی برای ایجاد اشیاء استفاده می‌کند که می‌توانند شکل خود را در پاسخ به گرما ، نور ، نیروی مکانیکی یا سیگنال‌های الکتریکی تغییر دهند. این فناوری در مرحله اولیه یا اولیه کاربردی است. این سازه ها می‌توانند انعطاف‌پذیری در شرایط مختلف آب و هوایی ایجاد نمایند.
جذب کربن به‌صورت تجاری
شرکت‌های بزرگی نظیر Shell، Chevronو NRGEnergyپروژه‌های متعددی در زمینه استخراج و ذخیره سازی کربن (CCS)در حال اجرا دارند. در زمینه تجاری‌سازی CCSنیز فعالیت‌های متعددی در حال انجام است برای مثال شرکت سوئیسی Climeworksاولین کارخانه جذب و تولید کربن تجاری را توسعه داده است. این کارخانه دی‌اکسید کربن را از هوا می گیرد و آن را به کود تبدیل می‌کند.
طبق پیش‌بینی‌ها، تعداد پروژه‌های استخراج و ذخیره‌سازی کربن در سراسر جهان تا سال 2020 به 100 عدد و با یک سیر صعودی تا سال 2050 به 3400 عدد خواهد رسید. همچنین تخمین زده می‌شود تا سال 2020 میزان سرمایه‌گذاری درزمینهCCS(شامل هزینه‌های انتقال و ذخیره‌سازی) به 184 میلیارد دلار و تا سال 2050 به 10880 میلیارد دلار برسد. میزان کربن ذخیره‌شده سالانه با فناوری CCS تا سال 2025 به حدود 300 مگاتن، تا سال 2035 به حدود 1500 مگاتن و تا سال 2050 به حدود 10000 مگاتن خواهد رسید.
اولین آزمایش SRMدر سطح گسترده
دکتر دیوید کیت از دانشگاه هاروارد در مسیر یک آزمایش پیشگام برای تزریق ذرات بازتابنده در اتمسفر است. این طرح شامل آزمایش مواد مختلف (مانند دی‌اکسید گوگرد ، آلومینا، کربنات کلسیم) و اندازه‌گیری بازتاب و واکنش این مواد با دیگر ترکیبات جوی است.
اثرات:
اجتماعی
تغییرات آب و هوایی می‌تواند موج جدیدی از مهاجرت ایجاد کرده، ساختار مهاجرت جانوران را تغییر داده، باعث چالشی جدی در جهان شود. بنابراین جنبه‌های مثبت و منفی فناوری‌های سازگاری اقلیمی می‌تواند با اقبال یا عدم اقبال جمعیت ساکن در بخش‌هایی که تحت تأثیر قرار می‌گیرند، مواجه شود.
سیاسی
مهندسی زمین در مقیاس وسیع می‌تواند اثرات جهانی داشته باشد وهزینه‌های این مداخلات احتمالاً نیازمند همکاری بین‌المللی است. چارچوب‌های محدودی برای مذاکره و تأمین مالی پروژه‌های مهندسی ژئودزی وجود دارد و عواقب پیش‌بینی‌نشده می‌تواند مخالفت‌های‌سیاسی داخلی و بین‌المللی ایجاد کند.
اقتصادی
تغییرات آب و هوایی بدون کنترل، قادر است به اقتصاد جهانی به شدت آسیب رساند. در این بین کشورهای در حال توسعه آسیب پذیرتر هستند. از سوی دیگر، فناوری‌هایی مانند جذب و استخراج کربن می‌توانند بازارها و صنایع جدیدی ایجاد کرده و باعث رشد اقتصادی شوند.
زیست‌محیطی
اثرات درازمدت فناوری‌های سازگاری اقلیمی عمدتاً ناشناخته است. حتی مداخلات به ظاهر بی‌اثر، مانند بازسازی تالاب‌ها، می‌تواند اثرات غیر منتظره‌ای بر محیط‌زیست داشته باشد. تجزیه و تحلیل بلادرنگ و مدل‌سازی زیست‌محیطی می‌تواند به کاهش این خطرات کمک کند.
دفاعی
وزارت دفاع امریکا تغییرات اقلیمی را به عنوان یک عامل شتاب‌دهنده بی‌ثباتی و تهدید امنیت ملی تلقی می‌کند. نیروهای دفاعی معمولاً در خط مقدم کمک‌رسانی بشردوستانه به علت تغییرات اقلیمی هستند.
