バイオジオエンジニアリング

バイオジオエンジニアリングは気候工学の一種で、葉や樹冠の生理学的特性を変更することで作物の太陽光反射率（アルベド）を高め、地域の表面温暖化を軽減することを目指します。^[¹^]^[²^]

作物のアルベド改変

バイオジオエンジニアリングは、品種改良や遺伝子工学などによる作物の特性の操作によって、作物の純アルベドを増加させます。異なる作物の種類間ではアルベドに顕著な違いがありますが、バイオジオエンジニアリングは主に作物内の改変と代替に焦点を当てており、全体的なアルベドの変化は本質的に制限されますが、変更ははるかに容易に実施できます。^{[ 2 ]}

作物群の純アルベドは、個々の作物の葉の反射率と、位置、角度、葉の覆い具合による樹冠全体の有効アルベドという2つの要素に分けられます。^{[ 1 ]}

葉の光沢

個々の葉レベルでは、特定の葉が反射する光の基本量は、作物の種類と対象となる光の波長に大きく依存します。作物の葉の正味（または特定の波長）反射率は、品種改良や遺伝子工学、あるいは反射スプレーのようなものを葉に直接散布することで（既存の農薬と併用する可能性もあります）、変更することが可能です。 ^{[ 2 ]}

電磁スペクトルの可視光領域においては、植物のストレスは特定の可視波長における反射率の増加と直接相関することが分かっています。しかし、クロロフィル含有量の多い可視スペクトル全体を平均すると、植物のクロロフィル含有量と反射率の間には強い正の相関関係があることが判明しています。^{[ 2 ]}

海面における太陽放射エネルギーの約50%を占める近赤外線波長に関しては、植物の水分量と反射率の間には負の相関関係が見られます。この影響は樹冠レベルではそれほど顕著ではないため、バイオジオエンジニアリングの目的で近赤外線波長の反射率を変更することは考えにくいと考えられます。^[²^]

樹冠形態

作物の純アルベドをより大規模な規模（例えば、農作物畑、あるいは地球規模の大幅な寒冷化を達成するために必要とされる世界全体）で変更しようとする場合、作物の樹冠の多様な形態特性は、個々の作物の葉の反射率の違いよりもはるかに大きな影響を与えます。太陽光が農作物畑に降り注ぐと、その一部は作物（そしてほとんどの場合その葉）に当たって反射しますが、残りの反射光は背景の土壌からのものになります。したがって、作物の樹冠全体の反射率は、葉の向き、角度、配置（葉面積指数と葉の角度分布で測定可能）と、背景の土壌のアルベドに大きく依存します。^{[ 2 ]}

モデル化された地球規模の影響

利点

他の形態の地球工学と比較して、本質的に侵襲性が低い（特に土地利用の変化と既存の食料生産システムに関して）ため、バイオ地球工学は多くの利点とはるかに少ないリスクを提供すると主張されてきました。利点の1つは、既存のインフラがすでにこれらの特定の形質を大規模な作物栽培に伝播するのに十分であるという事実です。もう1つの利点は、耕作作物の大部分を占める特に食用作物については、植物を負の外的要因に対してより耐性のあるように設計する現代科学に追いつくために、改変された作物品種を毎年植え直すシステムがすでに存在しており（より高い収量と品質を達成するため）、これにより、大規模であっても新しい作物品種を自動的に導入するプロセスが非常に実行可能になります。^{[ 1 ]}

懸念事項

電磁スペクトルの特定の部分では、作物の葉の吸収率がその作物の全体的な健全性と収穫量に直接関係することがあるため、個々の葉の反射率を最大化しながら、作物の全体的な生産に悪影響を与えないようにバランスを取る必要があります。^{[ 2 ]}

参考文献

^ ^a ^b ^cリッジウェル, アンディ; シンガレイヤー, ジョイ S.; ヘザリントン, アリスター M.; バルデス, ポール J. (2009年1月27日). 「葉のアルベド・バイオジオエンジニアリングによる地域気候変動への取り組み」 .カレントバイオロジー. 19 (2): 146– 150. doi : 10.1016/j.cub.2008.12.025 .
^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Davies-Barnard, Taraka (2014-05-22), Harrison, RM; Hester, RE (eds.), "Cooling the Earth with Crops" , Geoengineering of the Climate System , The Royal Society of Chemistry, pp. 105– 130, doi : 10.1039/9781782621225-00105 , ISBN 978-1-84973-953-52023年11月12日閲覧{{citation}}: CS1 maint: ISBNによる作業パラメータ（リンク）

[:1-1] リッジウェル, アンディ; シンガレイヤー, ジョイ S.; ヘザリントン, アリスター M.; バルデス, ポール J. (2009年1月27日). 「葉のアルベド・バイオジオエンジニアリングによる地域気候変動への取り組み」 .カレントバイオロジー. 19 (2): 146– 150. doi : 10.1016/j.cub.2008.12.025 .

[:0-2] ^ ^a ^b ^c ^d ^e ^f ^g Davies-Barnard, Taraka (2014-05-22), Harrison, RM; Hester, RE (eds.), "Cooling the Earth with Crops" , Geoengineering of the Climate System , The Royal Society of Chemistry, pp. 105– 130, doi : 10.1039/9781782621225-00105 , ISBN 978-1-84973-953-52023年11月12日閲覧{{citation}}: CS1 maint: ISBNによる作業パラメータ（リンク）

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