冷却膜区域，消除全球变暖

Question

据估计只有100平方英里可以完全满足美国对能源的需求。

这让我思考:A冷却的电影在加州大学博尔德分校开发的一种太阳能电池，声称在阳光直射下，它可以向太空中喷射93瓦/平方米的能量，而太阳会将1120 W / m2落到地球上。

薄膜的冷却功率是太阳总辐照度的一个重要部分。那么假设当前的二氧化碳水平，需要多少平方公里的冷却膜才能使温度恢复到(比如说)1950年的水平?

Answer 1

我将用一些简化的假设来回答这个问题，然后可能会提供所需区域的粗略猜测。首先，让我们假设温度上升了$1^{o}C，而冷却膜的作用是增加表面反照率，有效地反射来自地球的额外部分阳光(93/1366)。跟随他们的脚步理想温室模型我们可以推导出地表温度为:$$T_{s} = \bigg(\frac{S_{0}(1 - \alpha {p})}{4 \sigma (1 - \frac{\epsilon}{2})}\bigg)^{1/4}$其中$T{_s}$是地表温度，$S_{0}$是太阳常数($1366W/m^ 2)， $\alpha {p}$是行星反照率，$\sigma$是Stefan Boltzmann常数，$\epsilon$是发射率。将行星反照率近似为0.3，发射率近似为0.78，可得行星表面温度为288K。我们现在可以设定表面温度降低一度，行星反照率由于冷却膜而增加。反照率的解法:$$\alpha_{p} = -\bigg(\frac{T_{s}^{4}4\sigma (1-\frac{\epsilon}{2})}{S_{0}} - 1\bigg)$$通过替换这些值，我们发现行星的反照率必须约为0.31，因此，增加0.01的反照率可以达到1度的冷却。如果在全球范围内安装冷却膜，冷却膜吸收率与太阳常数$\frac{93}{1366}的比值约为0.07$，可视为额外的行星反照率。这是所需反照率变化的七倍，这意味着地球表面的七分之一应该被覆盖。

这没有考虑到任何次要影响，地球上的所有区域都不是同等重要的，地球的反照率不是恒定的，发射率、辐射角度也不是重要的，这个方程并没有真正考虑温室效应(它只是使用了在当前状态下提供合理数字的值)，等等。更准确的答案可以通过运行一个气候模型并调整固定网格单元的反照率来得到。