Questo documento del 2014 descrive (se mai ce ne fosse ancora il bisogno) dell'esistenza della geoingegneria del clima: i ricercatori, i nodi di interscambio dei dati, i finanziatori, i centri scientifici, i brevetti. Che non si venga ancora a parlare di fantasie di malati mentali o discussioni basate sul nulla, il discredito, l'insulto.
Mappatura del paesaggio dell'ingegneria del clima
P. Oldham1, B. Szerszynski2, J. Stilgoe3, C. Brown2,
B. Eacott3 e A. Yuille2
1 One World Analytics, 3B Waterview, White Cross, Lancaster, Regno Unito
2 Centre for the Study of Environmental Change, Dipartimento di Sociologia, Lancaster University, Lancaster LA1 4YT, Regno Unito
3 Dipartimento di Studi scientifici e tecnologici, University College London, Gower St., Londra WC1E 6BT, Regno Unito
In assenza di un quadro di governance per le tecnologie di ingegneria del clima come la gestione delle radiazioni solari (SRM), le pratiche di ricerca scientifica e acquisizione della proprietà intellettuale possono di fatto modellare lo sviluppo del campo. È quindi importante rendere visibili i modelli emergenti di ricerca e brevetti, che suggeriamo possano essere effettivamente realizzati utilizzando metodi bibliometrici. Esploriamo le sfide nel definire i confini dell'ingegneria del clima e definiamo la strategia di ricerca adottata in questo studio. È stato identificato un set di dati di 825 pubblicazioni scientifiche sull'ingegneria del clima tra il 1971 e il 2013, di cui 193 su SRM; questi sono analizzati in termini di tendenze, istituzioni, autori e finanziatori. Per il nostro set di dati sui brevetti, abbiamo identificato 143 primi depositi direttamente o indirettamente correlati alle tecnologie di ingegneria del clima, di cui 28 relative alle tecnologie SRM, collegati a 910 membri della famiglia.
Analizziamo i principali modelli individuati nelle tendenze dei brevetti, candidati e inventori. Confrontiamo i nostri risultati con quelli di un precedente studio bibliometrico di ingegneria del clima e mostriamo come il nostro metodo è coerente con la necessità di trasparenza e ripetibilità e la necessità di adeguare il metodo man mano che il campo si sviluppa. Concludiamo che le tecniche di monitoraggio bibliometrico possono svolgere un ruolo importante nella governance preventiva dell'ingegneria del clima.
1. Introduzione
L'ultimo decennio ha visto un drammatico aumento di interesse per l'idea dell'ingegneria del clima, chiamata anche geoingegneria, generalmente definita come la manipolazione intenzionale su larga scala del sistema climatico terrestre per contrastare il cambiamento climatico antropogenico. Importanti traguardi includono la pubblicazione di Paul Crutzen nel 2006 [1] e il rapporto della Royal Society del 2009, Geoengineering the Climate [2]. Vi è un forte consenso sul fatto che le questioni di governance sollevate dalla ricerca scientifica e dagli sviluppi tecnologici in questo settore siano profonde [2]. Nel 2010, la Convenzione delle Nazioni Unite sulla diversità biologica ha risposto alle crescenti preoccupazioni sulle implicazioni dell'ingegneria del clima introducendo una moratoria di fatto, riconoscendo nel contempo le complessità della sua definizione (decisione X / 33 e IX / 16 C). Nel 2013, la Convenzione di Londra sulla prevenzione dell'inquinamento marino da dumping e altre materie e il suo protocollo hanno anche introdotto norme che vietano l'ingegneria del clima oceanico in assenza di un'autorizzazione [3].
L'emergere di dibattiti intergovernativi sull'ingegneria del clima solleva anche questioni di fondo sulla governance della ricerca. Scienziati [4], etici [5] e altri [2] hanno attirato l'attenzione sulla possibilità che consentire la ricerca sull'ingegneria del clima potrebbe essere esso stesso un passo su una pendenza scivolosa, rendendo più probabile lo sviluppo e l'eventuale dispiegamento di una tecnologia. In questa fase possiamo dire relativamente poco dei dettagli tecnologici di qualsiasi futuro sistema di ingegneria del clima. Ma analoghi storici suggerirebbero la possibilità di varie forme di "block in" tecnologico [6], "path dependen" [7], "trinceramento" [8] o "intrappolamento" [9], per cui le scelte sociali e tecnologiche sono vincolate da impegni tecnologici, norme o standard preesistenti. Non è necessario adottare una posizione di determinismo tecnologico per riconoscere che le tecnologie possono sviluppare uno slancio [10] che risulta difficile da governare. In assenza di un quadro di governance consolidato, le pratiche della ricerca scientifica [11] e della proprietà intellettuale [12] tendono a modellare il campo e impostare traiettorie per lo sviluppo futuro. Pertanto, è importante rendere visibili i modelli emergenti di ricerca e brevetti.
Gli ultimi decenni hanno visto una crescente attenzione tra gli scienziati sociali sulle possibilità di governance anticipata [13], valutazione costruttiva [14] e in tempo reale [15] della tecnologia, impegno a monte [16,17], progettazione sensibile al valore [18] e responsabile innovazione [19]. Questi approcci cercano di ampliare la discussione sulle implicazioni e le direzioni della tecnologia in un punto in cui potrebbero essere ancora governati nell'interesse pubblico. Tuttavia, dobbiamo ancora affrontare il dilemma del controllo identificato da Collingridge [8]: la governance è possibile in una fase precoce, ma a questo punto le incertezze sono così sostanziali che ci manca una base di prove da cui governare. Quando siamo a conoscenza degli effetti di particolari tecnologie, la gamma di opzioni di governance potrebbe essersi ridotta. Per affrontare questi problemi, il concetto di governance preventiva viene sempre più applicato alle tecnologie emergenti e all'adattamento ai cambiamenti climatici. Un la governance icipatoria richiede una previsione basata sull'evidenza, strategie di adattamento flessibili e capacità di monitoraggio come base per agire nell'affrontare le tecnologie nuove ed emergenti e sfide complesse di governance come l'adattamento ai cambiamenti climatici [20–22].
In questo articolo, cerchiamo di contribuire alla base di prove per la governance preventiva. Utilizziamo approcci scientometrici e basati sull'analisi per l'analisi della letteratura scientifica e brevettuale esistente sull'ingegneria del clima, con particolare attenzione alle tecniche di gestione delle radiazioni solari (SRM). Nel processo, estendiamo e aggiorniamo la ricerca esistente che coinvolge approcci bibliometrici all'argomento. Sosteniamo la trasparenza metodologica nella definizione dell'argomento e sosteniamo un approccio modulare al baselining e alla futura esplorazione dell'ingegneria del clima all'interno della letteratura scientifica e brevettuale per facilitare il monitoraggio. Aumentando la capacità di acquisire la base di prove, possiamo anche contribuire ad aprire un dibattito democratico ben informato sull'opportunità di ingegneria del clima e risposte adeguate a proposte di ingegneria del clima come SRM [23].
2. Limitare la letteratura scientifica e brevettuale sull'ingegneria del clima
La definizione dei confini dell'ingegneria del clima presenta particolari sfide per una serie di motivi: include una serie molto diversificata di proposte che utilizzano tecnologie vecchie e nuove, legate solo dall'intenzione di usarle per contrastare i cambiamenti climatici. Sta guadagnando molta attenzione nella politica e nei regni pubblici, il che potrebbe indurre alcuni ricercatori ad attaccare l'etichetta al proprio lavoro esistente, altri ad evitarlo, e si sta anche evolvendo rapidamente. Il nostro approccio iniziale era di utilizzare le definizioni "canoniche" accettate dell'ingegneria del clima come punto di partenza e di basarci su lavori precedenti, in particolare quello di Belter & Seidel [24]. In particolare, a seguito del lavoro nel campo delle nanotecnologie, il nostro obiettivo era quello di progettare una strategia di ricerca semplificata per l'interrogazione di database di letteratura che potesse fornire un modo semplice per riprodurre una linea di base comune fornendo al contempo un approccio modulare alla futura esplorazione dell'ingegneria climatica [25]. Allo stesso tempo, abbiamo mirato ad estendere la ricerca esistente sull'ingegneria climatica nel sistema dei brevetti testando approcci per il recupero di documenti brevettuali di potenziale rilevanza per l'area.
Inizialmente abbiamo condotto ricerche utilizzando il campo dell'argomento nella raccolta principale di Web of Science con la query ("ingegneria del clima" o "geoingegneria" o "geoingegneria" o "clima ingegneristico"). I risultati sono stati quindi importati nell'analitica VantagePoint e nel software di elaborazione del linguaggio naturale per un'analisi dettagliata. In una serie di passaggi iterativi che utilizzano parole chiave e frasi dai metadati di Web of Science, sono state eseguite ulteriori ricerche esplorative per testare l'acquisizione dei dati e regolare il rumore. L'ultima query di ricerca booleana è composta da sei moduli, collegati da operatori "OR", come segue:
(1) TS = (geoingegnere ∗ O "ingegnere del clima ∗" OR geoingegnere ∗ O "emissioni negative")
(2) ("Ocean Fertili Oceania" O "Ocean Fertili Oceania" O "Fertili Oceania"
(3) ("cattura diretta dell'aria" O "cattura dall'aria ambiente")
(4) ("gestione della radiazione solare" O "modifica dell'albedo" O "miglioramento dell'albedo")
(5) ("rimozione dell'anidride carbonica" E clima)
(6) ("sequestro del carbonio" E suolo E mitigati ∗ E clima)
L'obiettivo di questi moduli è catturare l'universo delle pubblicazioni sull'ingegneria del clima, limitando il rapporto segnale-rumore a un minimo di 1: 1. Il carattere jolly (∗) acquisisce suffissi (ad esempio -ing) e variazioni ortografiche ( in particolare "fecondazione" o "fecondazione"). Oltre al modulo 1, che utilizza i principali sinonimi per l'ingegneria climatica, abbiamo testato ulteriori moduli al fine di acquisire set specifici di articoli che riguardano esplicitamente tecniche di ingegneria climatica definite dal rapporto della Royal Society del 2009, ma non hanno utilizzato i termini del modulo 1.
I moduli sono stati inclusi nella query di ricerca finale solo se hanno aggiunto un numero significativo di nuovi record e un rapporto segnale-rumore migliore di 2: 1. La query di ricerca finale ha restituito 1341 documenti alla fine del 2013 e sono stati rimossi falsi positivi attraverso un processo di pulizia manuale. È stata presa la decisione di escludere i documenti che facevano solo riferimento all'ingegneria climatica, che si concentravano su un clima regionale piuttosto che globale, o che utilizzavano tecniche CDR per compensare determinate emissioni locali, ma per includere documenti che corrispondevano a definizioni standard di ingegneria climatica la geoingegneria anche se in realtà non hanno usato quei termini. Questo processo ha portato a un set di dati pulito finale di 825 record.
I moduli di base presentati sopra possono essere ampliati e perfezionati man mano che si sviluppa il campo dell'ingegneria del clima. Questo approccio consente anche la costruzione di query specialistiche per identificare temi di interesse come SRM. Per raggiungere questo obiettivo, abbiamo esaminato e classificato manualmente i record in tre grandi categorie: SRM, rimozione dell'anidride carbonica (CDR) e "geoingegneria generale" (in cui vengono discusse entrambe le classi di tecnica).
VantagePoint consente l'accesso alle parole chiave combinate e alle frasi dai titoli, abstract, parole chiave dell'autore e titoli citati (Words Plus) nei dati Web of Science. Un totale di 21.675 termini erano disponibili per l'analisi per identificare i termini dominanti utilizzati dagli autori per ciascun tema (materiale elettronico supplementare). Un totale di 5960 termini erano disponibili per il set di dati SRM di 193 pubblicazioni. Usando la definizione delle parole, siamo stati in grado di identificare le migliori parole e frasi che catturano la maggior parte delle pubblicazioni SRM. La nostra analisi ha rivelato che le pubblicazioni SRM sono fortemente caricate sulla geoingegneria / geoingegneria con 172 registrazioni (89%) usando questo termine e contabilità ingegneristica climatica per 24 registrazioni (12%). Frasi come i cambiamenti climatici (86 record), SRM (47) e valorizzazione dell'albedo (34) sono state anche in primo piano nei dati, ma non hanno dominato il paesaggio (materiale supplementare elettronico). I termini individuali erano dominati da aerosol (100), stratosfera / stratosferica (86), atmosfera (76) e albedo (60).
Sulla base di queste informazioni, abbiamo creato una query che catturerà la maggior parte della letteratura su SRM limitando il rumore. Pertanto, la seguente query in Web of Science acquisisce 173 (89,6%) dei nostri 193 record SRM.
Sulla base di queste informazioni, abbiamo creato una query che catturerà la maggior parte della letteratura su SRM limitando il rumore. Pertanto, la seguente query in Web of Science acquisisce 173 (89,6%) dei nostri 193 record SRM.
(geoingegnere ∗ o "ingegnere climatico" o "geoingegnere" o "gestione delle radiazioni solari" o "potenziamento dell'albedo" o "modifica dell'albedo") E (solare o radiati ∗ o albedo o stratosfera "o aerosol" o atmosfera")
Si tratta di una versione modificata del modulo 1 che esclude le emissioni negative e porta in primo piano il miglioramento / modifica di SRM e albedo. La seconda clausola AND cerca nei risultati generali di geoingegneria / ingegneria del clima i termini direttamente correlati a SRM. Le restanti 20 pubblicazioni sono dominate da notizie, materiale editoriale e lettere (15 registrazioni) prive di un abstract. Ciò ha impedito gli sforzi per espandere l'acquisizione oltre il 90% per i dati SRM completi.
La ricerca sui brevetti è stata quindi condotta utilizzando il database commerciale dei brevetti Thomson Innovation. La ricerca è stata avviata utilizzando la semplice stringa di ricerca evidenziata sopra, concentrandosi sulle ricerche presso l'Ufficio europeo dei brevetti, l'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti e il Trattato internazionale di cooperazione in materia di brevetti nel periodo fino alla fine del 2013. La ricerca è stata successivamente estesa a un lavoro versione della query Web of Science a sei moduli e numero di giurisdizioni ampliato. I documenti di brevetto sono stati rivisti e classificati manualmente per area tecnologica e in base alla loro rilevanza diretta o indiretta per l'ingegneria climatica. Nella fase finale, le citazioni di precedenti documenti di brevetto (citati) e le citazioni anticipate (citando) sono state recuperate, riviste e classificate manualmente. Il panorama dei brevetti operativi risultante è stato combinato con il set di dati Web of Science in VantagePoint. Gli autori che sono anche inventori sono stati mappati usando co-autore come co-inventore, affiliazione di autori e co-richiedente come criteri di corrispondenza principali. In un piccolo numero di casi sono state utilizzate corrispondenze dirette tra la letteratura scientifica e i documenti di brevetto. I dati sui brevetti sono stati conteggiati in base ai primi documenti di deposito (famiglie di brevetti) e domande di follow-on globali (membri della famiglia) utilizzando il sistema INPADOC (International Patent Documentation Center). I dati sono stati visualizzati nel software di analisi di Tableau e la mappatura della rete è stata eseguita utilizzando il pacchetto Gephi open source utilizzando l'algoritmo Fruchterman-Reingold e partizionata utilizzando l'algoritmo Modularity Class [26]. I dati grezzi della letteratura e le ricerche di brevetti sono forniti nel materiale supplementare elettronico. Passiamo ora ai dati sull'ingegneria del clima in Web of Science.
(a) Tendenze nelle pubblicazioni
In totale, abbiamo identificato 825 pubblicazioni costituite da articoli di riviste, articoli di riviste, articoli di notizie, atti di conferenze e libri nel periodo tra il 1971 e il 2013. La Figura 1 mostra le tendenze di pubblicazione per tipi tematici per SRM, CDR e "geoingegneria generale". Il nostro set di dati è stato dominato da pubblicazioni su CDR (404 record) seguite da geoingegneria generale (228) e quindi da SRM (193).
L'idea dell'ingegneria del clima ha una lunga storia [27,28]. I nostri dati suggeriscono che le pubblicazioni nella letteratura scientifica aperta sugli interventi su larga scala nel clima possono, almeno, risalire al lavoro poco noto di Lamb in un articolo del 1971 su Earth Science Review sugli schemi di ingegneria del clima per soddisfare un clima emergenza [29]. Alcuni anni dopo, nel 1977, Marchetti pubblicò un articolo su "Geoingegneria e problemi di CO2", il primo articolo nei nostri dati che utilizzava questa frase per indicare l'ingegneria climatica [30]. Una serie di punte è osservabile nella figura 1 dagli anni '90 in poi. Un primo picco significativo si verifica nel 1996 con la pubblicazione in Climatic Change di una selezione di articoli del simposio organizzato durante l'incontro annuale del 1994 dell'American Association for the Advancement of Science sul fatto che l'umanità "potesse" o "dovrebbe" progettare il clima della Terra (http://link.springer.com/journal/10584/33/3/page/1).
Tuttavia, questo approccio ha catturato 152 (98%) dei 155 articoli di giornale nei nostri dati SRM.
La ricerca sui brevetti è stata quindi condotta utilizzando il database commerciale dei brevetti Thomson Innovation. La ricerca è stata avviata utilizzando la semplice stringa di ricerca evidenziata sopra, concentrandosi sulle ricerche presso l'Ufficio europeo dei brevetti, l'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti e il Trattato internazionale di cooperazione in materia di brevetti nel periodo fino alla fine del 2013. La ricerca è stata successivamente estesa a un lavoro versione della query Web of Science a sei moduli e numero di giurisdizioni ampliato. I documenti di brevetto sono stati rivisti e classificati manualmente per area tecnologica e in base alla loro rilevanza diretta o indiretta per l'ingegneria climatica. Nella fase finale, le citazioni di precedenti documenti di brevetto (citati) e le citazioni anticipate (citando) sono state recuperate, riviste e classificate manualmente. Il panorama dei brevetti operativi risultante è stato combinato con il set di dati Web of Science in VantagePoint. Gli autori che sono anche inventori sono stati mappati usando co-autore come co-inventore, affiliazione di autori e co-richiedente come criteri di corrispondenza principali. In un piccolo numero di casi sono state utilizzate corrispondenze dirette tra la letteratura scientifica e i documenti di brevetto. I dati sui brevetti sono stati conteggiati in base ai primi documenti di deposito (famiglie di brevetti) e domande di follow-on globali (membri della famiglia) utilizzando il sistema INPADOC (International Patent Documentation Center). I dati sono stati visualizzati nel software di analisi di Tableau e la mappatura della rete è stata eseguita utilizzando il pacchetto Gephi open source utilizzando l'algoritmo Fruchterman-Reingold e partizionata utilizzando l'algoritmo Modularity Class [26]. I dati grezzi della letteratura e le ricerche di brevetti sono forniti nel materiale supplementare elettronico. Passiamo ora ai dati sull'ingegneria del clima in Web of Science.
3. Editoria scientifica sull'ingegneria del clima
(a) Tendenze nelle pubblicazioni
In totale, abbiamo identificato 825 pubblicazioni costituite da articoli di riviste, articoli di riviste, articoli di notizie, atti di conferenze e libri nel periodo tra il 1971 e il 2013. La Figura 1 mostra le tendenze di pubblicazione per tipi tematici per SRM, CDR e "geoingegneria generale". Il nostro set di dati è stato dominato da pubblicazioni su CDR (404 record) seguite da geoingegneria generale (228) e quindi da SRM (193).
L'idea dell'ingegneria del clima ha una lunga storia [27,28]. I nostri dati suggeriscono che le pubblicazioni nella letteratura scientifica aperta sugli interventi su larga scala nel clima possono, almeno, risalire al lavoro poco noto di Lamb in un articolo del 1971 su Earth Science Review sugli schemi di ingegneria del clima per soddisfare un clima emergenza [29]. Alcuni anni dopo, nel 1977, Marchetti pubblicò un articolo su "Geoingegneria e problemi di CO2", il primo articolo nei nostri dati che utilizzava questa frase per indicare l'ingegneria climatica [30]. Una serie di punte è osservabile nella figura 1 dagli anni '90 in poi. Un primo picco significativo si verifica nel 1996 con la pubblicazione in Climatic Change di una selezione di articoli del simposio organizzato durante l'incontro annuale del 1994 dell'American Association for the Advancement of Science sul fatto che l'umanità "potesse" o "dovrebbe" progettare il clima della Terra (http://link.springer.com/journal/10584/33/3/page/1).
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| Figura 1. Principali tendenze nelle pubblicazioni scientifiche (Web of Science). |
Nel 2004 assistiamo a un lieve aumento delle pubblicazioni. A questo punto, la letteratura inizia ad affrontare argomenti come il sequestro del carbonio nel suolo e la fecondazione oceanica, con articoli che riportano due esperimenti di fertilizzazione del ferro nell'oceano del 2002, SOFeX nell'oceano meridionale e SERIE nel Golfo dell'Alaska, edizioni speciali sul sequestro del carbonio nel suolo in Climate Change and Journal of Arid Environments. Come osservato dal rapporto della Royal Society del 2009, è in discussione la misura in cui il sequestro del carbonio nel suolo dovrebbe essere considerato ingegneria del clima (piuttosto che mitigazione), ma la includiamo nella nostra definizione operativa. Mentre le pubblicazioni nel 2004 sono dominate dal sequestro del carbonio nei suoli e negli oceani, osserviamo anche una discussione sull'ingegneria del clima e l'energia solare spaziale che prevede un mezzo per interagire con i temporali per prevenire i tornado [31]. La pubblicazione del classico articolo di Crutzen del 2006 su SRM [1] è seguita da un salto nel numero di pubblicazioni di ingegneria climatica nel nostro set di dati dal 21 nel 2007 al 72 nel 2008.
È interessante notare che questo aumento è prevalentemente costituito da articoli su CDR. Le pubblicazioni più citate nel 2008 includono una revisione della separazione e cattura del biossido di carbonio [32], la mitigazione dei gas a effetto serra in agricoltura [33] e le tecnologie abiotiche e biotiche per il sequestro del carbonio [34].
La discussione su SRM è stata limitata a 16 pubblicazioni tra il 1990 e il 2007, ma poi è stata accelerata.
Nei nostri dati, la pubblicazione scientifica in quest'area è stata avviata da Penner nel 1993 [35] con una proposta per un "approccio a basso costo/senza rimpianti" al riscaldamento globale aumentando l'albedo terrestre diffondendo piccole particelle. Altre pubblicazioni molto citate possono essere utilmente raccolte negli anni successivi. Un articolo del 2006 di Wigley [36] ha proposto un approccio combinato di mitigazione/geoingegneria che utilizza l'iniezione di aerosol di solfato e ha attirato un'attenzione significativa. Le pubblicazioni della SRM sono aumentate dopo il 2007: 15 articoli sono stati pubblicati nel solo 2008, in particolare Robock et al. [37] "Risposte climatiche regionali con iniezioni di SO2 tropicale e artica" e Tilmes et al. [38] sulla sensibilità dell'esaurimento polare dell'ozono nei confronti degli schemi di geoingegneria. Il lavoro di SRM influente nel 2009 includeva Rasch et al. [39] sull'influenza della semina delle nuvole sul ghiaccio marino e sulle risposte climatiche non lineari. Nel 2010, la ricerca di Ricke et al. [40] si è concentrato sulla valutazione critica delle risposte climatiche regionali all'SRM e ha suggerito che la diversità regionale nei tassi di risposta potrebbe rendere difficile il consenso, mentre in Science Robock et al. [41] ha considerato i potenziali pro e contro dell'SRM attraverso l'iniezione di aerosol. Pubblicazioni significative nel 2011 includono lavori di Kravitz et al. [42] proponendo una serie di esperimenti di forzatura standard testati su una serie di modelli climatici per valutare la geoingegneria stratosferica usando aerosol di solfato. Un'enfasi sull'ingegneria climatica degli spruzzi marini emerge nel 2012 nel lavoro di Partanen et al. [43] e Alterskjaer et al. [44]. Nel 2013, Bony et al. [45] hanno usato simulazioni per esaminare l'effetto dell'anidride carbonica sul ciclo idrologico focalizzandosi sulla circolazione e sulle precipitazioni tropicali e hanno concluso che gli approcci di ingegneria climatica che non rimuovono l'anidride carbonica non mitigherebbero completamente i cambiamenti delle precipitazioni nei tropici, e Parson & Keith [46 ] ha affermato in Science la necessità di "sbloccare lo stallo" nella ricerca sulla geoingegneria sulla base del fatto che tali approcci potrebbero essere necessari in futuro.
Le tendenze di pubblicazione sull'SRM devono essere inserite nel contesto di discussioni più ampie sull'ingegneria del clima. L'ondata generale di pubblicazioni sull'ingegneria del clima nel 2008 ha coinciso con la crescente attenzione delle ONG e delle politiche intergovernative sull'argomento. Nel maggio 2008, la nona conferenza delle parti della convenzione delle Nazioni Unite sulla diversità biologica ha istituito una moratoria di fatto sulla fecondazione oceanica chiedendo alle parti di garantire che la fecondazione oceanica non abbia avuto luogo fino a quando non vi è una base scientifica adeguata per giustificare questa decisione decisione IX / 16 C). Questa decisione ha risposto alle preoccupazioni sollevate dalle ONG guidate dal gruppo ETC e si riflette nelle notizie su Scienza, Natura e Nuovi scienziati durante questo periodo. Nell'ottobre dello stesso anno, la Convenzione di Londra ha concordato di stabilire linee guida scientifiche per gli esperimenti di fertilizzazione oceanica proposti (Risoluzione LC-LP.1 (2008)). Nel periodo che intercorre fino al prossimo picco nel 2010, il LOHAFEX (esperimento di fertilizzazione del ferro indiano e tedesco) del 2009 nell'Oceano Atlantico sud-occidentale non è riuscito a sequestrare il carbonio e nel 2009 la Royal Society ha pubblicato il suo rapporto Geoengineering the Climate: Science, Governance and Uncertainty [2,47].
Entro il 2010, la letteratura più citata pubblicata nel più ampio campo dell'ingegneria del clima si concentrava su questioni come il sequestro del carbonio nelle praterie [48] e l'agricoltura forestale indigena [49], ma riportava anche i risultati della modellizzazione delle risposte climatiche regionali a SRM [40] . Anche la politica dell'ingegneria del clima ha ricevuto notevole attenzione in Science [50] e la conferenza internazionale Asilomar del marzo 2010 sulle tecnologie di intervento sul clima si riflette nelle notizie [51]. Ma nello stesso anno, la COP10 della Convenzione sulla diversità biologica ha deciso, pur riconoscendo le questioni relative alle definizioni dell'ingegneria del clima, di estendere la sua precedente decisione oltre la fecondazione oceanica all'intera ingegneria del clima (decisione X / 33). Le notizie in questo periodo sono dominate da titoli come "Divieto di facce di geoingegneria" [52] e "Geoengineers get the fear" [53].
Sebbene sia SRM che CDR abbiano registrato un costante aumento delle pubblicazioni all'anno dal 2010 al 2013, nel 2011 un calo del numero di articoli che trattano di geoingegneria in generale ha significato che il numero complessivo di pubblicazioni nei nostri dati è sceso da 115 nel 2010 a 107 nel 2011 Questo è stato seguito da una notevole ripresa nel 2012 a 140 pubblicazioni con 101 articoli. Pubblicazioni citate nel 2012 si concentrano su temi come la dinamica della materia organica del suolo [54], l'esperimento di arricchimento del ferro EIFEX del 2004 nell'Oceano Antartico [55] e un nuovo esperimento nel Pacifico nord-orientale che ha suscitato polemiche sulla sua violazione il Moratoria delle Nazioni Unite sulla CBD e la Convenzione di Londra [56]. Sia il 2012 che il 2013 mostrano un aumento delle pubblicazioni che utilizzano effettivamente il termine "geoingegneria" e nei rapporti di studi che utilizzano simulazioni al computer degli interventi di ingegneria climatica. I dati per il 2013 sono probabilmente parziali a causa di ritardi nell'acquisizione del database; tuttavia, si osserva un aumento complessivo delle pubblicazioni a 153 record.
Le pubblicazioni di SRM nel 2013 sono state complessivamente 49 e sono state potenziate da un numero speciale di Climate Change on "Geoengineering Research and its Limitations" che includeva articoli su geoingegneria solare [57], impegno pubblico [58] ed economia [59].
È interessante notare che questo aumento è prevalentemente costituito da articoli su CDR. Le pubblicazioni più citate nel 2008 includono una revisione della separazione e cattura del biossido di carbonio [32], la mitigazione dei gas a effetto serra in agricoltura [33] e le tecnologie abiotiche e biotiche per il sequestro del carbonio [34].
La discussione su SRM è stata limitata a 16 pubblicazioni tra il 1990 e il 2007, ma poi è stata accelerata.
Nei nostri dati, la pubblicazione scientifica in quest'area è stata avviata da Penner nel 1993 [35] con una proposta per un "approccio a basso costo/senza rimpianti" al riscaldamento globale aumentando l'albedo terrestre diffondendo piccole particelle. Altre pubblicazioni molto citate possono essere utilmente raccolte negli anni successivi. Un articolo del 2006 di Wigley [36] ha proposto un approccio combinato di mitigazione/geoingegneria che utilizza l'iniezione di aerosol di solfato e ha attirato un'attenzione significativa. Le pubblicazioni della SRM sono aumentate dopo il 2007: 15 articoli sono stati pubblicati nel solo 2008, in particolare Robock et al. [37] "Risposte climatiche regionali con iniezioni di SO2 tropicale e artica" e Tilmes et al. [38] sulla sensibilità dell'esaurimento polare dell'ozono nei confronti degli schemi di geoingegneria. Il lavoro di SRM influente nel 2009 includeva Rasch et al. [39] sull'influenza della semina delle nuvole sul ghiaccio marino e sulle risposte climatiche non lineari. Nel 2010, la ricerca di Ricke et al. [40] si è concentrato sulla valutazione critica delle risposte climatiche regionali all'SRM e ha suggerito che la diversità regionale nei tassi di risposta potrebbe rendere difficile il consenso, mentre in Science Robock et al. [41] ha considerato i potenziali pro e contro dell'SRM attraverso l'iniezione di aerosol. Pubblicazioni significative nel 2011 includono lavori di Kravitz et al. [42] proponendo una serie di esperimenti di forzatura standard testati su una serie di modelli climatici per valutare la geoingegneria stratosferica usando aerosol di solfato. Un'enfasi sull'ingegneria climatica degli spruzzi marini emerge nel 2012 nel lavoro di Partanen et al. [43] e Alterskjaer et al. [44]. Nel 2013, Bony et al. [45] hanno usato simulazioni per esaminare l'effetto dell'anidride carbonica sul ciclo idrologico focalizzandosi sulla circolazione e sulle precipitazioni tropicali e hanno concluso che gli approcci di ingegneria climatica che non rimuovono l'anidride carbonica non mitigherebbero completamente i cambiamenti delle precipitazioni nei tropici, e Parson & Keith [46 ] ha affermato in Science la necessità di "sbloccare lo stallo" nella ricerca sulla geoingegneria sulla base del fatto che tali approcci potrebbero essere necessari in futuro.
Le tendenze di pubblicazione sull'SRM devono essere inserite nel contesto di discussioni più ampie sull'ingegneria del clima. L'ondata generale di pubblicazioni sull'ingegneria del clima nel 2008 ha coinciso con la crescente attenzione delle ONG e delle politiche intergovernative sull'argomento. Nel maggio 2008, la nona conferenza delle parti della convenzione delle Nazioni Unite sulla diversità biologica ha istituito una moratoria di fatto sulla fecondazione oceanica chiedendo alle parti di garantire che la fecondazione oceanica non abbia avuto luogo fino a quando non vi è una base scientifica adeguata per giustificare questa decisione decisione IX / 16 C). Questa decisione ha risposto alle preoccupazioni sollevate dalle ONG guidate dal gruppo ETC e si riflette nelle notizie su Scienza, Natura e Nuovi scienziati durante questo periodo. Nell'ottobre dello stesso anno, la Convenzione di Londra ha concordato di stabilire linee guida scientifiche per gli esperimenti di fertilizzazione oceanica proposti (Risoluzione LC-LP.1 (2008)). Nel periodo che intercorre fino al prossimo picco nel 2010, il LOHAFEX (esperimento di fertilizzazione del ferro indiano e tedesco) del 2009 nell'Oceano Atlantico sud-occidentale non è riuscito a sequestrare il carbonio e nel 2009 la Royal Society ha pubblicato il suo rapporto Geoengineering the Climate: Science, Governance and Uncertainty [2,47].
Entro il 2010, la letteratura più citata pubblicata nel più ampio campo dell'ingegneria del clima si concentrava su questioni come il sequestro del carbonio nelle praterie [48] e l'agricoltura forestale indigena [49], ma riportava anche i risultati della modellizzazione delle risposte climatiche regionali a SRM [40] . Anche la politica dell'ingegneria del clima ha ricevuto notevole attenzione in Science [50] e la conferenza internazionale Asilomar del marzo 2010 sulle tecnologie di intervento sul clima si riflette nelle notizie [51]. Ma nello stesso anno, la COP10 della Convenzione sulla diversità biologica ha deciso, pur riconoscendo le questioni relative alle definizioni dell'ingegneria del clima, di estendere la sua precedente decisione oltre la fecondazione oceanica all'intera ingegneria del clima (decisione X / 33). Le notizie in questo periodo sono dominate da titoli come "Divieto di facce di geoingegneria" [52] e "Geoengineers get the fear" [53].
Sebbene sia SRM che CDR abbiano registrato un costante aumento delle pubblicazioni all'anno dal 2010 al 2013, nel 2011 un calo del numero di articoli che trattano di geoingegneria in generale ha significato che il numero complessivo di pubblicazioni nei nostri dati è sceso da 115 nel 2010 a 107 nel 2011 Questo è stato seguito da una notevole ripresa nel 2012 a 140 pubblicazioni con 101 articoli. Pubblicazioni citate nel 2012 si concentrano su temi come la dinamica della materia organica del suolo [54], l'esperimento di arricchimento del ferro EIFEX del 2004 nell'Oceano Antartico [55] e un nuovo esperimento nel Pacifico nord-orientale che ha suscitato polemiche sulla sua violazione il Moratoria delle Nazioni Unite sulla CBD e la Convenzione di Londra [56]. Sia il 2012 che il 2013 mostrano un aumento delle pubblicazioni che utilizzano effettivamente il termine "geoingegneria" e nei rapporti di studi che utilizzano simulazioni al computer degli interventi di ingegneria climatica. I dati per il 2013 sono probabilmente parziali a causa di ritardi nell'acquisizione del database; tuttavia, si osserva un aumento complessivo delle pubblicazioni a 153 record.
Le pubblicazioni di SRM nel 2013 sono state complessivamente 49 e sono state potenziate da un numero speciale di Climate Change on "Geoengineering Research and its Limitations" che includeva articoli su geoingegneria solare [57], impegno pubblico [58] ed economia [59].
Questa breve panoramica evidenzia questioni relative all'emergere e all'evoluzione dei dibattiti sull'ingegneria del clima che meritano un'ulteriore esplorazione. Passiamo ora al "chi", "cosa" e "dove" della ricerca di ingegneria del clima.
(b) attori chiave
Abbiamo identificato circa 667 organizzazioni di 67 paesi nei dati generali per l'ingegneria climatica. Circa 148 organizzazioni di 26 paesi sono coinvolte in pubblicazioni di ricerca incentrate esclusivamente su SRM (al contrario di pubblicazioni su CDR e di "geoingegneria generale" che trattano sia di SRM che di CDR). Il Centro nazionale americano per la ricerca atmosferica è l'organizzazione più pubblicata nella ricerca di ingegneria del clima nel suo complesso con 30 pubblicazioni; conduce anche su SRM con 21 pubblicazioni, incluso un lavoro influente sull'iniezione di aerosol [36]. Altre organizzazioni di alto livello su SRM includono il Max Planck Institute e la Rutgers State University rispettivamente con 17 e 16 pubblicazioni, tra cui lavori molto citati sul ruolo della dimensione delle particelle nella geoingegneria utilizzando aerosol di solfato [60] e risposte climatiche regionali alla geoingegneria [37] . Il Met Office del Regno Unito si colloca al quarto posto con 13 pubblicazioni, tra cui lavori molto citati sugli impatti climatici delle nuvole di stratocumulo marino di geoingegneria [61].
Il Dipartimento di ecologia globale della Carnegie Institution for Science di Stanford è al quarto posto con 12 pubblicazioni [62] insieme all'Università di Leeds [63]. Un'analisi granulosa più fine viene fornita attraverso l'esame delle reti di autori.
(c) Reti d'autore
Dopo la pulizia dei dati, abbiamo identificato circa 1961 autori di pubblicazioni nei nostri dati Web of Science. La maggior parte degli autori (1343) pubblica su CDR, con 401 autori per SRM e 325 autori per la geoingegneria generale. La Figura 2 mostra una mappa di rete di coautori della ricerca solo su SRM, con colori che indicano comunità basate sulla forza delle relazioni di coautore. Si noti che i collegamenti (bordi) nel layout di rete possono transitare nodi non correlati. In totale, abbiamo identificato 81 comunità (compresi gli isolati a autore singolo). L'autore di alto rango, in base al numero di pubblicazioni, è Ken Caldeira, che inizia con la ricerca con Govindasamy che affronta il forcing radiativo [64], seguito da un lavoro influente sulle simulazioni clima-carbonio della geoingegneria [62] e culmina, nei nostri dati, con considerazione dei compromessi in SRM derivanti da variazioni regionali dei suoi effetti e considerazioni di equità [65]. Il lavoro di Robock nello stesso cluster, incentrato sulle risposte climatiche regionali alle iniezioni di SO2, discute contro la geoingegneria artica e tropicale a causa degli impatti sulle precipitazioni e sull'approvvigionamento di cibo in Asia e Africa [37] e, con Kravitz, ha recentemente affrontato la geoingegneria degli spruzzi di mare [66].
Le reti di ricercatori che lavorano sull'ingegneria del clima, compresi quelli che lavorano sull'SRM, comprendono sia ricercatori senior che hanno rivolto la loro attenzione all'ingegneria del clima, sia ricercatori junior, che di solito lavorano con colleghi senior, che si definirebbero più chiaramente come "ricercatori di ingegneria climatica" . Un focus sulle reti di ricercatori e organizzazioni è un focus logico delle misure di governance, così come le organizzazioni di finanziamento che supportano questo lavoro, a cui ora ci rivolgiamo.
(b) attori chiave
Abbiamo identificato circa 667 organizzazioni di 67 paesi nei dati generali per l'ingegneria climatica. Circa 148 organizzazioni di 26 paesi sono coinvolte in pubblicazioni di ricerca incentrate esclusivamente su SRM (al contrario di pubblicazioni su CDR e di "geoingegneria generale" che trattano sia di SRM che di CDR). Il Centro nazionale americano per la ricerca atmosferica è l'organizzazione più pubblicata nella ricerca di ingegneria del clima nel suo complesso con 30 pubblicazioni; conduce anche su SRM con 21 pubblicazioni, incluso un lavoro influente sull'iniezione di aerosol [36]. Altre organizzazioni di alto livello su SRM includono il Max Planck Institute e la Rutgers State University rispettivamente con 17 e 16 pubblicazioni, tra cui lavori molto citati sul ruolo della dimensione delle particelle nella geoingegneria utilizzando aerosol di solfato [60] e risposte climatiche regionali alla geoingegneria [37] . Il Met Office del Regno Unito si colloca al quarto posto con 13 pubblicazioni, tra cui lavori molto citati sugli impatti climatici delle nuvole di stratocumulo marino di geoingegneria [61].
Il Dipartimento di ecologia globale della Carnegie Institution for Science di Stanford è al quarto posto con 12 pubblicazioni [62] insieme all'Università di Leeds [63]. Un'analisi granulosa più fine viene fornita attraverso l'esame delle reti di autori.
(c) Reti d'autore
Dopo la pulizia dei dati, abbiamo identificato circa 1961 autori di pubblicazioni nei nostri dati Web of Science. La maggior parte degli autori (1343) pubblica su CDR, con 401 autori per SRM e 325 autori per la geoingegneria generale. La Figura 2 mostra una mappa di rete di coautori della ricerca solo su SRM, con colori che indicano comunità basate sulla forza delle relazioni di coautore. Si noti che i collegamenti (bordi) nel layout di rete possono transitare nodi non correlati. In totale, abbiamo identificato 81 comunità (compresi gli isolati a autore singolo). L'autore di alto rango, in base al numero di pubblicazioni, è Ken Caldeira, che inizia con la ricerca con Govindasamy che affronta il forcing radiativo [64], seguito da un lavoro influente sulle simulazioni clima-carbonio della geoingegneria [62] e culmina, nei nostri dati, con considerazione dei compromessi in SRM derivanti da variazioni regionali dei suoi effetti e considerazioni di equità [65]. Il lavoro di Robock nello stesso cluster, incentrato sulle risposte climatiche regionali alle iniezioni di SO2, discute contro la geoingegneria artica e tropicale a causa degli impatti sulle precipitazioni e sull'approvvigionamento di cibo in Asia e Africa [37] e, con Kravitz, ha recentemente affrontato la geoingegneria degli spruzzi di mare [66].
Le reti di ricercatori che lavorano sull'ingegneria del clima, compresi quelli che lavorano sull'SRM, comprendono sia ricercatori senior che hanno rivolto la loro attenzione all'ingegneria del clima, sia ricercatori junior, che di solito lavorano con colleghi senior, che si definirebbero più chiaramente come "ricercatori di ingegneria climatica" . Un focus sulle reti di ricercatori e organizzazioni è un focus logico delle misure di governance, così come le organizzazioni di finanziamento che supportano questo lavoro, a cui ora ci rivolgiamo.
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| Figura 2. Rete di co-autori di SRM. |
(d) Reti di finanziamento
Le informazioni sugli enti finanziatori sono disponibili solo per il 34% dei nostri dati dal 2008 in poi e richiedono una pulizia approfondita. Tuttavia, le informazioni sulle circa 319 organizzazioni elencate nei riconoscimenti di finanziamento forniscono utili spunti sulle reti di finanziamento sottostanti e comunemente nascoste per la ricerca. Sulla base dei dati di pubblicazione disponibili, i finanziamenti per la ricerca in ingegneria del clima sono dominati dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti, dal Natural Environment Research Council (NERC) del Regno Unito, dalla Commissione europea, dal Dipartimento per l'energia degli Stati Uniti e dalla NASA con la National Natural Science Foundation della Cina che appare settimo nelle classifiche. La Figura 3 mostra la rete di organizzazioni che finanzia la ricerca SRM riconosciuta in due o più pubblicazioni. (Si noti che la dimensione dei nodi indica il numero di pubblicazioni, non l'importo del finanziamento.) Ciò rivela una concentrazione più stretta attorno al NSF, alla Commissione europea e alla NASA. La letteratura scientifica per l'ingegneria del clima in generale, ma anche quella sull'SRM in particolare, è dominata dalla ricerca di organizzazioni di finanziamento pubbliche.
Tuttavia, la ricerca è supportata anche da organizzazioni non governative come il Fondo per la ricerca innovativa sul clima e l'energia (FICER) [66–68], che è finanziato da un dono di Bill Gates all'Università di Calgary, e il Mag e Fondazione Tor Nessling per la ricerca sulla geoingegneria degli spruzzi marini e la nuvola marina albedo [43,69]. Sottolineiamo che le decisioni sulle collaborazioni sono in genere prese da singoli ricercatori e la segnalazione delle collaborazioni può essere limitata. Queste reti sono nascoste alle organizzazioni di finanziamento della ricerca e nascoste, al di là di collaborazioni immediate, dagli stessi ricercatori. Vi sono state relativamente poche ricerche strategiche e dirette sull'ingegneria del clima. Sarà importante per i dibattiti in corso sulla governance tenere d'occhio chi sta finanziando cosa, sia esplicitamente come ricerca top-down sull'ingegneria del clima o in reti di collaborazione emergenti, bottom-up e spesso inosservate.
I finanziatori della ricerca nel Regno Unito e altrove sottolineano sempre più la ricerca di innovazione commerciale e spin-off della ricerca. I brevetti forniscono un indicatore primario di ricerca e sviluppo finalizzato alla potenziale commercializzazione, ma hanno ricevuto scarsa attenzione nella letteratura esistente.
Le informazioni sugli enti finanziatori sono disponibili solo per il 34% dei nostri dati dal 2008 in poi e richiedono una pulizia approfondita. Tuttavia, le informazioni sulle circa 319 organizzazioni elencate nei riconoscimenti di finanziamento forniscono utili spunti sulle reti di finanziamento sottostanti e comunemente nascoste per la ricerca. Sulla base dei dati di pubblicazione disponibili, i finanziamenti per la ricerca in ingegneria del clima sono dominati dalla National Science Foundation (NSF) degli Stati Uniti, dal Natural Environment Research Council (NERC) del Regno Unito, dalla Commissione europea, dal Dipartimento per l'energia degli Stati Uniti e dalla NASA con la National Natural Science Foundation della Cina che appare settimo nelle classifiche. La Figura 3 mostra la rete di organizzazioni che finanzia la ricerca SRM riconosciuta in due o più pubblicazioni. (Si noti che la dimensione dei nodi indica il numero di pubblicazioni, non l'importo del finanziamento.) Ciò rivela una concentrazione più stretta attorno al NSF, alla Commissione europea e alla NASA. La letteratura scientifica per l'ingegneria del clima in generale, ma anche quella sull'SRM in particolare, è dominata dalla ricerca di organizzazioni di finanziamento pubbliche.
Tuttavia, la ricerca è supportata anche da organizzazioni non governative come il Fondo per la ricerca innovativa sul clima e l'energia (FICER) [66–68], che è finanziato da un dono di Bill Gates all'Università di Calgary, e il Mag e Fondazione Tor Nessling per la ricerca sulla geoingegneria degli spruzzi marini e la nuvola marina albedo [43,69]. Sottolineiamo che le decisioni sulle collaborazioni sono in genere prese da singoli ricercatori e la segnalazione delle collaborazioni può essere limitata. Queste reti sono nascoste alle organizzazioni di finanziamento della ricerca e nascoste, al di là di collaborazioni immediate, dagli stessi ricercatori. Vi sono state relativamente poche ricerche strategiche e dirette sull'ingegneria del clima. Sarà importante per i dibattiti in corso sulla governance tenere d'occhio chi sta finanziando cosa, sia esplicitamente come ricerca top-down sull'ingegneria del clima o in reti di collaborazione emergenti, bottom-up e spesso inosservate.
I finanziatori della ricerca nel Regno Unito e altrove sottolineano sempre più la ricerca di innovazione commerciale e spin-off della ricerca. I brevetti forniscono un indicatore primario di ricerca e sviluppo finalizzato alla potenziale commercializzazione, ma hanno ricevuto scarsa attenzione nella letteratura esistente.
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| Figura 3. Rete di finanziamento SRM 2008-2013. |
4. Attività di brevetto sull'ingegneria del clima
(a) Tendenze nei brevetti
Abbiamo avviato la ricerca sui brevetti utilizzando il database dei brevetti full-text di Thomson Innovation incentrato sui documenti di brevetto provenienti dagli Stati Uniti, dall'Ufficio europeo dei brevetti e dal Trattato di cooperazione in materia di brevetti. A causa della natura imprevedibile dell'uso dei termini nei dati sui brevetti, inizialmente abbiamo usato i termini di ricerca semplice "ingegneria del clima" o "geoingegneria" o "geoingegneria" o "ingegneria dell'atmosfera". La ricerca è stata successivamente ampliata per utilizzare il termine di ricerca a sei moduli utilizzato nella ricerca in letteratura e per includere una gamma più ampia di giurisdizioni.
In particolare, abbiamo esaminato tutti i documenti di brevetto storici citati in precedenza e in avanti dal set di parole chiave per migliorare la copertura dei dati.
Inizialmente abbiamo identificato 101 risultati non elaborati ed è stato immediatamente evidente che i termini di ricerca generavano rumore imprevisto (ad es. Ingegneria geologica) e che i registri erano diffusi. Ci siamo avvicinati ai dati assegnando i record a un elenco di "conservazione, revisione o esclusione" in VantagePoint e abbiamo progressivamente classificato i record in base al tipo di tecnologia coinvolta.
Abbiamo identificato 143 famiglie di brevetti (primi documenti) collegati a 910 membri della famiglia in tutto il mondo provenienti da 12 paesi e pubblicati in 39 paesi tra il 1971 e il 2013. La tabella 1 fornisce una ripartizione delle principali categorie di documenti di brevetto relativi all'ingegneria climatica.
I documenti di brevetto sono stati classificati come "diretti" se hanno presentato una richiesta esplicita per l'uso nell'ingegneria del clima o per contrastare il riscaldamento globale o produrre raffreddamento planetario attraverso interventi diretti su larga scala nel clima. I documenti di brevetto sono stati classificati come "indiretti" dove descrivono una nota tecnica di ingegneria del clima, come classificata dal rapporto della Royal Society del 2009, ma non hanno fatto esplicito riferimento all'ingegneria del clima. Questi includono aerosol stratosferici, riflettori spaziali, fertilizzazione e upwelling oceanici. La categoria "altro" si riferisce a tecniche che non sono state precedentemente ben descritte ma che potrebbero rientrare nelle categorie utilizzate dalla Royal Society. I documenti sono stati successivamente classificati più generalmente in "CDR", "SRM" o "altro" come categoria mista. Si noti che i documenti di brevetto possono rientrare in più di una categoria.
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| Tabella 1. Schema di classificazione dei brevetti di ingegneria climatica. |
La tabella 1 chiarisce che l'attività brevettuale che è indirettamente correlata all'ingegneria del clima è una componente importante dei dati con 91 famiglie indirette e 52 dirette. Questa disparità riflette il problema che le rivendicazioni di brevetto sono spesso deliberatamente costruite in modo ampio dai richiedenti per catturare la gamma massima di possibili usi di un'invenzione rivendicata. Ad esempio, i brevetti per la fecondazione degli oceani sostengono sull'aumento degli stock ittici e sull'ingegneria del clima. Nel selezionare i documenti, abbiamo cercato di riflettere la varietà di definizioni che potrebbero essere utilizzate per l'ingegneria climatica.
La Figura 4 mostra le tendenze globali nei primi documenti e membri della famiglia nell'ingegneria del clima nel suo insieme, rispetto alle tendenze nelle pubblicazioni scientifiche. Nell'interpretazione della figura 4, possiamo osservare che il tasso di primi depositi o "famiglie" di domande di brevetto (in cui una domanda viene conteggiata una sola volta, quindi è più comparabile con una pubblicazione scientifica) è molto più basso di quello della letteratura scientifica. Inoltre, il deposito dei brevetti raggiunge il picco nel 2007, da cui osserviamo una tendenza in calo seguita da un recupero di basso livello nel 2011. Mentre ci spostiamo verso il 2012-2013, la disponibilità dei dati sui brevetti diminuisce rapidamente; tuttavia, nei limiti dei nostri criteri di ricerca, è ragionevole fare l'osservazione generale che l'attività brevettuale per l'ingegneria del clima (diretta o indiretta) è attualmente a un livello molto basso. Ciò è confermato nella figura 4 dalle tendenze nei depositi globali successivi di domande di brevetto ("membri della famiglia"), in cui i documenti sono ripubblicati in più paesi. I dati per i membri della famiglia mostrano un picco dal 2008 al 2010, in quanto i primi depositi vengono ripubblicati e l'arretrato generale sottostante delle domande di brevetto in corso viene elaborato dagli uffici brevetti. Tuttavia, il rapido declino delle tendenze dei familiari tra il 2012 e il 2013 rifletterà la mancanza di disponibilità dei dati nelle banche dati sui brevetti negli ultimi anni.
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| Figura 4. Tendenze dei brevetti e tendenze della letteratura. |
La Figura 4 mostra le tendenze globali nei primi documenti e membri della famiglia nell'ingegneria del clima nel suo insieme, rispetto alle tendenze nelle pubblicazioni scientifiche. Nell'interpretazione della figura 4, possiamo osservare che il tasso di primi depositi o "famiglie" di domande di brevetto (in cui una domanda viene conteggiata una sola volta, quindi è più comparabile con una pubblicazione scientifica) è molto più basso di quello della letteratura scientifica. Inoltre, il deposito dei brevetti raggiunge il picco nel 2007, da cui osserviamo una tendenza in calo seguita da un recupero di basso livello nel 2011. Mentre ci spostiamo verso il 2012-2013, la disponibilità dei dati sui brevetti diminuisce rapidamente; tuttavia, nei limiti dei nostri criteri di ricerca, è ragionevole fare l'osservazione generale che l'attività brevettuale per l'ingegneria del clima (diretta o indiretta) è attualmente a un livello molto basso. Ciò è confermato nella figura 4 dalle tendenze nei depositi globali successivi di domande di brevetto ("membri della famiglia"), in cui i documenti sono ripubblicati in più paesi. I dati per i membri della famiglia mostrano un picco dal 2008 al 2010, in quanto i primi depositi vengono ripubblicati e l'arretrato generale sottostante delle domande di brevetto in corso viene elaborato dagli uffici brevetti. Tuttavia, il rapido declino delle tendenze dei familiari tra il 2012 e il 2013 rifletterà la mancanza di disponibilità dei dati nelle banche dati sui brevetti negli ultimi anni.
La tabella 1 rivela inoltre che CDR domina i dati sui brevetti con 96 depositi e 683 membri della famiglia in tutto il mondo. SRM mostra attività molto limitate con 28 limature e 170 membri della famiglia in tutto il mondo. Il primo deposito relativo all'SRM può essere rintracciato nel 1967 dalla Westinghouse Electric Corp in un deposito su un "Sistema e metodo per l'irradiazione delle aree della superficie del pianeta" (US3564253A) che si concentrava sull'irradiazione delle aree del pianeta per l'illuminazione, il riscaldamento o il controllo meteorologico utilizzando uno o più satelliti. Un altro primo esempio del 1989 è la presentazione da parte di un inventore giapponese di un apparato di protezione collocato nello spazio che proietterebbe un'ombra di raggio solare su una specifica area del pianeta e contribuirebbe ad affrontare il riscaldamento globale WO1990010378A1). Questo è seguito nel 1991 dalla pubblicazione di una concessione di brevetto statunitense concessa a Hughes Aircraft Co per "Stratospheric Welsbach Seeding for Reduction of Global Warming" (US5003186A). Il deposito di Hughes Aircraft Co. descrive un metodo che prevede la dispersione di minuscole particelle di materiale con elevata riflettività per le radiazioni nello spettro visibile o infrarosso e bassa emissività nello spettro del vicino infrarosso per convertire l'energia termica a infrarossi per radiazione nello spazio. Questa domanda di brevetto è stata citata da una serie di candidati successivi. Un deposito del 2007 di Leslie Field si concentra su un sistema di modifica ambientale con materiali e rivestimenti per il controllo del clima che possono essere utilizzati per modificare i tassi di evaporazione e albedo locali nell'ecosistema planetario (WO2009048627A2).
Un deposito del 2011 del Korea Aerospace Research Institute fornisce un "Metodo per il controllo della temperatura della superficie terrestre usando dirigibili e riflettori stratosferici" (WO2013077557A1).
Un'applicazione del 2011 di un inventore statunitense si concentra su un sistema di "rilascio o acquisizione di erogazioni per l'atmosfera mediante un aereo" che prevede un sistema di tubi per il rifornimento di ozono, protezione contro la luce UV e il degrado delle tempeste (US20110284690A1). Una recente domanda di quattro individui statunitensi, tra cui Armand Neukermans collegata al Fondo per il clima innovativo e la ricerca energetica (FICER), prevede sistemi di acqua salata per schiarire le nuvole usando le nanoparticelle ed è attualmente in attesa di esame (WO2013086542A1). Ci concentriamo ora sulle caratteristiche dei richiedenti i diritti di brevetto in ingegneria climatica.
(b) Richiedenti il brevetto
La tabella 2 mostra i principali richiedenti di brevetti nel nostro set di dati in base al numero di famiglie di brevetti come misura delle rivendicazioni dell'invenzione e ai conteggi dei membri della famiglia di brevetti come indicatore della domanda di diritti di brevetto da parte dei richiedenti in più paesi. I livelli dei singoli documenti sono bassi, con il chiaro leader di Global Research Technologies (co-fondato da Klaus Lackner e Allen Wright della Columbia University), che in seguito fu ribattezzato Kilimanjaro Energy. Tuttavia, una delle caratteristiche più sorprendenti dei candidati è la presenza di due società di proprietà intellettuale, Searete LLC e Invention Sci Fund. Nel caso di SRM, queste società hanno ricevuto una concessione di brevetto USA per una "struttura ad alta quota per espellere un flusso di fluido attraverso uno spazio anulare" (US8166710B2) che prevede usi per influenzare il riscaldamento o il raffreddamento globale. Secondo quanto riferito, entrambe le società sono filiali di Intellectual Ventures Inc. (IV), una società di proprietà intellettuale che acquisisce e concede in licenza brevetti e domande di brevetto e ha sviluppato capacità di ricerca interna come Intellectual Ventures Lab. Le società di sola proprietà intellettuale sono state associate in un più ampio discorso pubblico al fenomeno dei "troll di brevetti", in particolare nel campo dei brevetti di software per computer [70,71]. La presenza di sole società di proprietà intellettuale potrebbe suggerire un posizionamento strategico per capitalizzare su potenziali sviluppi nell'ingegneria del clima, in particolare se sono stati concessi ampi brevetti su aspetti fondamentali delle tecnologie emergenti dell'ingegneria del clima. Ciò merita ulteriori indagini oltre alla presente ricerca.
I richiedenti brevetti nella tabella 2 sono classificati in base al numero di familiari in tutto il mondo come un indicatore dei loro sforzi per garantire i diritti di brevetto in più di una giurisdizione. I documenti di brevetto più importanti nei portafogli dei richiedenti sono rivelati attraverso punteggi di citazioni di brevetti, cioè il numero di volte in cui sono citati dai richiedenti di brevetti successivi. Nel caso di Global Research Technologies, il portafoglio si concentra principalmente sulla cattura dell'aria per CO2 con il documento più citato essendo un'applicazione per un "Metodo e apparato per estrarre l'anidride carbonica dall'aria" con 83 citazioni (US20080087165A1). Tuttavia, esaminando il set di dati, il singolo documento più importante è una concessione di brevetto del 1987 ad Air Products & Chemicals Inc. per "Rimozione di acqua e anidride carbonica dall'aria atmosferica" con 118 citazioni che descrivono un sistema di rimozione adsorbente di umidità e CO2 dall'aria atmosferica facendo passare l'aria attraverso letti consecutivi di adsorbente (US4711645A).
In pratica, i documenti di brevetto diretti alla cattura di CO2 dominano i documenti citati in alto in tutto il paesaggio e includono approcci come metodi elettrochimici per generare idrogeno e biossido di carbonio sequestrante (US20080245672A1). Per la fecondazione degli oceani, il brevetto più importante è un metodo per aumentare la produzione di frutti di mare nell'oceano e applicare un fertilizzante costituito da un microrganismo che fissa l'azoto prima di raccogliere i frutti di mare derivanti dalle fertilizzazioni (US5535701A). Qui, la fecondazione oceanica è rappresentata principalmente come mezzo per migliorare la produttività dei frutti di mare. Nel caso di approcci SRM basati sullo spazio, i documenti più rilevanti provengono da Westinghouse (vedi sopra) seguiti da due borse di studio a un individuo in relazione a velivoli ad energia solare e un sistema di modifica meteorologica satellitare (US6045089A e US5984239A).
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| Tabella 2. Principali richiedenti il brevetto. |
Un deposito del 2011 del Korea Aerospace Research Institute fornisce un "Metodo per il controllo della temperatura della superficie terrestre usando dirigibili e riflettori stratosferici" (WO2013077557A1).
Un'applicazione del 2011 di un inventore statunitense si concentra su un sistema di "rilascio o acquisizione di erogazioni per l'atmosfera mediante un aereo" che prevede un sistema di tubi per il rifornimento di ozono, protezione contro la luce UV e il degrado delle tempeste (US20110284690A1). Una recente domanda di quattro individui statunitensi, tra cui Armand Neukermans collegata al Fondo per il clima innovativo e la ricerca energetica (FICER), prevede sistemi di acqua salata per schiarire le nuvole usando le nanoparticelle ed è attualmente in attesa di esame (WO2013086542A1). Ci concentriamo ora sulle caratteristiche dei richiedenti i diritti di brevetto in ingegneria climatica.
(b) Richiedenti il brevetto
La tabella 2 mostra i principali richiedenti di brevetti nel nostro set di dati in base al numero di famiglie di brevetti come misura delle rivendicazioni dell'invenzione e ai conteggi dei membri della famiglia di brevetti come indicatore della domanda di diritti di brevetto da parte dei richiedenti in più paesi. I livelli dei singoli documenti sono bassi, con il chiaro leader di Global Research Technologies (co-fondato da Klaus Lackner e Allen Wright della Columbia University), che in seguito fu ribattezzato Kilimanjaro Energy. Tuttavia, una delle caratteristiche più sorprendenti dei candidati è la presenza di due società di proprietà intellettuale, Searete LLC e Invention Sci Fund. Nel caso di SRM, queste società hanno ricevuto una concessione di brevetto USA per una "struttura ad alta quota per espellere un flusso di fluido attraverso uno spazio anulare" (US8166710B2) che prevede usi per influenzare il riscaldamento o il raffreddamento globale. Secondo quanto riferito, entrambe le società sono filiali di Intellectual Ventures Inc. (IV), una società di proprietà intellettuale che acquisisce e concede in licenza brevetti e domande di brevetto e ha sviluppato capacità di ricerca interna come Intellectual Ventures Lab. Le società di sola proprietà intellettuale sono state associate in un più ampio discorso pubblico al fenomeno dei "troll di brevetti", in particolare nel campo dei brevetti di software per computer [70,71]. La presenza di sole società di proprietà intellettuale potrebbe suggerire un posizionamento strategico per capitalizzare su potenziali sviluppi nell'ingegneria del clima, in particolare se sono stati concessi ampi brevetti su aspetti fondamentali delle tecnologie emergenti dell'ingegneria del clima. Ciò merita ulteriori indagini oltre alla presente ricerca.
I richiedenti brevetti nella tabella 2 sono classificati in base al numero di familiari in tutto il mondo come un indicatore dei loro sforzi per garantire i diritti di brevetto in più di una giurisdizione. I documenti di brevetto più importanti nei portafogli dei richiedenti sono rivelati attraverso punteggi di citazioni di brevetti, cioè il numero di volte in cui sono citati dai richiedenti di brevetti successivi. Nel caso di Global Research Technologies, il portafoglio si concentra principalmente sulla cattura dell'aria per CO2 con il documento più citato essendo un'applicazione per un "Metodo e apparato per estrarre l'anidride carbonica dall'aria" con 83 citazioni (US20080087165A1). Tuttavia, esaminando il set di dati, il singolo documento più importante è una concessione di brevetto del 1987 ad Air Products & Chemicals Inc. per "Rimozione di acqua e anidride carbonica dall'aria atmosferica" con 118 citazioni che descrivono un sistema di rimozione adsorbente di umidità e CO2 dall'aria atmosferica facendo passare l'aria attraverso letti consecutivi di adsorbente (US4711645A).
In pratica, i documenti di brevetto diretti alla cattura di CO2 dominano i documenti citati in alto in tutto il paesaggio e includono approcci come metodi elettrochimici per generare idrogeno e biossido di carbonio sequestrante (US20080245672A1). Per la fecondazione degli oceani, il brevetto più importante è un metodo per aumentare la produzione di frutti di mare nell'oceano e applicare un fertilizzante costituito da un microrganismo che fissa l'azoto prima di raccogliere i frutti di mare derivanti dalle fertilizzazioni (US5535701A). Qui, la fecondazione oceanica è rappresentata principalmente come mezzo per migliorare la produttività dei frutti di mare. Nel caso di approcci SRM basati sullo spazio, i documenti più rilevanti provengono da Westinghouse (vedi sopra) seguiti da due borse di studio a un individuo in relazione a velivoli ad energia solare e un sistema di modifica meteorologica satellitare (US6045089A e US5984239A).
(c) Inventori
In totale, abbiamo identificato un campo molto piccolo di 244 inventori nei dati sui brevetti per l'ingegneria climatica.
Di questi, circa 22 erano anche autori di articoli scientifici nel nostro set di dati Web of Science. Questi autori dominano anche il panorama emergente dei brevetti per l'ingegneria climatica in termini di numero di documenti e familiari. È importante notare che i nostri dati si basano su documenti identificati mediante ricerche di parole chiave e pertanto potrebbero non riflettere l'intero portafoglio per ciascun individuo. La Figura 5 mostra una mappa di rete per tutti gli inventori nel panorama emergente dei brevetti.
Il lavoro di Klaus Lackner consiste in 12 limature incentrate sulla cattura dell'aria di CO2. Otto di questi documenti sono condivisi con Allen Wright. Ursula Ginster ha presentato tre documenti in collaborazione con Allen Wright incentrati sulla cattura di CO2 (ovvero US20120304858A1). Ken Caldeira ha richiesto un metodo e un'apparecchiatura per estrarre e sequestrare CO2 (US20010022952A1) insieme a una struttura per catturare l'acqua delle onde (WO2010138195A1). Tre documenti di Michael Markels nei primi anni 2000 includono metodi per aumentare la produzione di frutti di mare e la cattura di pesci nell'oceano insieme a una concessione di brevetto statunitense per un metodo di sequestro di anidride carbonica con ferro chelato assegnato nel 2002 (EP760597B1, WO2004045274A2 e US6440367B2). In termini di attività di SRM, Franz Dietrich Oeste ha archiviato tre famiglie dirette al raffreddamento troposferico (ad esempio WO2003013698A2 e WO2010075856A2) mentre Peter Davidson et al. hanno richiesto un sistema di erogazione per inviare particelle sub-micrometriche nell'atmosfera (ad es. WO2011073650A1).
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| Figura 5. Rete di inventori per l'ingegneria climatica. |
I dati esistenti suggeriscono che piccole reti di inventori associate a società particolari e un certo numero di singoli inventori stanno immergendo il sistema dei brevetti.
Molti brevetti sono altamente speculativi e sembrano improbabili che sopravvivano al processo di esame.
Abbiamo identificato un totale di 28 domande di brevetto per SRM, suggerendo un'attività molto limitata in questo campo.
Mentre l'attività sui brevetti sembra essere minore, merita ulteriori ricerche utilizzando un approccio incentrato sull'acquisizione di attività da parte di singole società e inventori piuttosto che basarsi sulla ricerca di parole chiave. Inoltre, la nostra ricerca esistente non include approcci alla bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS) come il biochar che meritano ulteriori esplorazioni. Le dimensioni delle famiglie di brevetti esistenti e i punteggi delle citazioni nei nostri dati non suggeriscono che nessun inventore o azienda abbia rivendicato l'equivalente di ingegneria climatica della tecnologia del DNA ricombinante, Taq DNA polimerasi o proteina fluorescente verde nel campo della biotecnologia. Come notato sopra, la presenza di una società solo IP nei dati potrebbe suggerire un posizionamento strategico nel caso in cui le tecnologie di ingegneria del clima decollino in futuro. È improbabile che la nascita dell'ingegneria del clima rispecchi quella della biotecnologia, poiché la gamma di tecnologie proposte è così ampia. Le tecnologie per proposte ad alta leva come l'iniezione di particelle stratosferiche o la fecondazione del ferro oceanico sono, se portate avanti, probabilmente una forma di "bricolage", combinando e riutilizzando tecnologie di altri settori. Inoltre, le richieste di documenti brevettuali che potrebbero essere rilevanti per l'ingegneria del clima sembrano riflettere nel tempo le mode scientifiche e politiche; pertanto, recenti documenti di brevetto fanno affermazioni sul cambiamento climatico globale mentre, nei decenni precedenti, è più probabile che le affermazioni si riferiscano alla protezione dello strato di ozono o alla soppressione degli uragani. La ricerca di documenti di brevetto può quindi fornire un obiettivo solo per una piccola parte del quadro tecnologico e uno che è distorto da tendenze sociali più ampie. Tuttavia, continueremmo a sostenere che l'attività sui brevetti è una considerazione di governance importante, come è stato affermato da altri [12,72].
Passiamo ora alla discussione sull'efficacia del nostro approccio al monitoraggio della letteratura scientifica e dei dati sui brevetti dell'ingegneria del clima come contributo ai dibattiti sulla deliberazione e la governance democraticha.
Gli approcci scientometrici e un crescente spostamento verso l'estrazione e l'analisi dei testi avanzata su larga scala possono contribuire a illuminare il panorama delle aree emergenti della scienza e della tecnologia per informare il dibattito e il processo decisionale. Tuttavia, l'uso di tali approcci crea anche sfide in termini di baselining e trasparenza metodologica. Nel primo caso, la sfida di generare dati di base riflette le ambiguità linguistiche nella materia (ad esempio ingegneria del clima o geoingegneria; modifica SRM o albedo) e disaccordi su ciò che dovrebbe o non dovrebbe essere considerato ricadere all'interno dell'area tematica. Il secondo problema riguarda la varietà di criteri di ricerca che i ricercatori possono utilizzare, la varietà di fonti di dati e la disponibilità di dati grezzi per consentire la ricerca successiva. In particolare, le opportunità di analisi comparativa diretta dei dati sono rare nelle scienze sociali.
Come notato sopra, la nostra ricerca è stata informata dai lavori bibliometrici esistenti sulla letteratura di ingegneria del clima, in particolare il lavoro di Belter & Seidel [24]. Il nostro obiettivo nel presente lavoro era quello di produrre un approccio semplificato e modulare alla strategia di ricerca utilizzata nella ricerca precedente. Allo stesso tempo, abbiamo cercato di estendere l'analisi all'esplorazione dei dati sui brevetti. Un'importante caratteristica abilitante del lavoro di Belter e Seidel è che hanno reso disponibili i dati grezzi sotto forma di identificatori univoci ISI. La Figura 6 mostra un confronto diretto dei dati Web of Science in questo articolo con i precedenti lavori di Belter e Seidel per il periodo fino alla fine del 2011.
La Figura 6 dimostra che la presente ricerca rivela una storia più lunga di ricerca sull'ingegneria climatica di quella presentata da Belter e Seidel. Mentre ci spostiamo verso la fine degli anni '90, i loro dati mostrano anche un picco marcato intorno al 2001, che non si riflette nella presente ricerca, mentre nella nostra ricerca tra il 2004 e il 2007 viene mostrato un minimo marcato che non è osservabile nel loro studio.
Per indagare su queste differenze, abbiamo confrontato gli identificatori univoci ISI per i periodi corrispondenti per identificare i record in Belter e Seidel che non compaiono nel nostro lavoro. Dei 35 record al di fuori del nostro set di dati nel 2001, 12 erano articoli in un numero speciale di Deep-Sea Research Part II sull'Esperimento di rilascio del ferro nell'oceano del sud del 1999 (SOIREE). La variazione rimanente per il 2001 consisteva in registrazioni riguardanti il sequestro del carbonio nel suolo e l'agricoltura. Delle 114 pubblicazioni tra il 2004 e il 2007 che non erano nel nostro set di dati, si trattavano principalmente di argomenti relativi agli oceani (36), al suolo (29) e agricoli (20).
Questi record extra nel set di dati di Belter e Seidel potrebbero essere spiegati in diversi modi.
In primo luogo, la loro query di ricerca utilizzava caratteri jolly e l'operatore NEAR, il che significherebbe, ad esempio, che restituirà non solo i record contenenti "fertilizzazione oceanica" ma anche quelli con "fertilizzazione dell'oceano meridionale"; tuttavia, in pratica, ciò non sembra aver causato gran parte della variazione. In secondo luogo, Belter e Seidel includevano termini di ricerca su biochar e miglioramento degli agenti atmosferici; tuttavia, i moduli che utilizzano questi termini sono stati testati dagli autori attuali e hanno scoperto di non produrre un numero significativo di record extra. In terzo luogo, hanno anche utilizzato citazioni avanti e indietro e la funzione "record correlati" di WoS per espandere l'elenco prodotto dalla loro query di ricerca per includere altri articoli pertinenti. Questo sembra essere stato il motivo principale per cui Belter e Seidel hanno raccolto record che non abbiamo fatto. Tuttavia, riteniamo che la nostra query di ricerca potrebbe essere adattata per acquisire la maggior parte dei record "mancanti".
D'altra parte, lo studio attuale ha identificato i documenti prima del 1988 e ha catturato 208 pubblicazioni tra il 1991 e il 2011 che non erano nel lavoro precedente; questi erano dominati dall'ingegneria del clima e dal sequestro del carbonio (104) e dalla fecondazione oceanica (28). Esaminando i rispettivi termini di ricerca, questo sembra essere in gran parte il risultato del nostro utilizzo di un abbonamento WoS più ampio, in termini di titoli e il periodo di tempo coperto.
Sosteniamo che il nostro approccio alla bibliometria dell'ingegneria climatica si è rivelato efficace.
Guidati da un'enfasi su trasparenza, ripetibilità e adattabilità, i nostri obiettivi sono stati (i) di avere una query di ricerca modulare, che catturi la letteratura "core" usando il termine e i suoi sinonimi, la letteratura su specifiche tecniche di ingegneria del clima e altre conoscenze scientifiche di base ricerca che viene attirata nei dibattiti di ingegneria del clima; (ii) disporre di una query di ricerca che acquisisca la maggior parte dei record pertinenti ma sia relativamente bassa su falsi positivi che necessitano di pulizia manuale; e (iii) limitare il set di dati finale a quei record restituiti dalla query di ricerca. A ciò si devono aggiungere i principi generali di messa a disposizione dei dati grezzi e i criteri utilizzati per la pulizia manuale.
I dati sui brevetti presentano sfide particolari, poiché i termini di ricerca considerati "puliti" nei database della letteratura possono produrre sorprese inaspettate nei database dei brevetti. Inoltre, le domande di brevetto sono spesso costruite in termini generali in modo tale che può essere difficile determinare se un documento è direttamente o indirettamente rilevante per l'ingegneria climatica. Le variazioni nella copertura del database dei brevetti e la disponibilità di molteplici modi legittimi per contare i dati sui brevetti possono anche causare problemi di comparabilità.
L'analisi del paesaggio brevettuale del tipo presentato in questo articolo viene in genere eseguita utilizzando una combinazione di termini chiave e codici di classificazione dei brevetti per limitare la ricerca ad aree specifiche. Un problema nel caso dell'ingegneria del clima è che non esiste un codice di classificazione specifico per queste tecnologie emergenti che possano aiutare nella ricerca mirata. La classificazione dei brevetti cooperativi adottata dall'Ufficio europeo dei brevetti e dall'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti comprende uno schema di classificazione per la mitigazione del clima con il codice di classificazione Y02.
Tuttavia, i nostri dati rivelano che l'ingegneria climatica è dispersa in aree della classificazione come agricoltura, energia oceanica, aeromobili e veicoli spaziali (materiale supplementare elettronico).
Il crescente interesse per l'analisi del panorama dei brevetti presso l'Organizzazione mondiale della proprietà intellettuale e presso l'Ufficio europeo dei brevetti suggerisce la possibilità di collaborazioni nella ricerca futura per catturare ed esplorare l'ingegneria del clima per informare i dibattiti politici [73].
6. Conclusione
Questo articolo ha lo scopo di contribuire alla deliberazione democratica sulla governance dell'ingegneria del clima in generale e SRM in particolare, cercando di rendere visibili i modelli e le strutture emergenti nella ricerca scientifica e nell'attività brevettuale. Nel fare ciò, abbiamo deliberatamente cercato di basarci sul lavoro esistente con l'obiettivo di stabilire una base comune per il monitoraggio dell'ingegneria del clima che consenta flessibilità e chiarezza nella definizione dell'ingegneria del clima e anche la sistemazione degli sviluppi emergenti attraverso un approccio modulare. Come il discorso dell'ingegneria del clima altera, sebbene non vi sia alcun modo oggettivo per definirne i confini mobili, i moduli esistenti possono comunque essere adattati o nuovi aggiunti in modo trasparente al fine di catturare meglio il panorama in evoluzione [74,75]. Inoltre, sosteniamo la trasparenza nel rendere i dati grezzi disponibili per l'analisi comparativa da parte dei team di ricerca per consentire la stabilizzazione di una base di consenso nel tempo. Infine, abbiamo sostenuto che una maggiore chiarezza sull'attività dei brevetti per l'ingegneria del clima potrebbe essere raggiunta attraverso la cooperazione con l'Organizzazione mondiale della proprietà intellettuale e l'Ufficio europeo dei brevetti per facilitare l'identificazione mirata dell'attività di ingegneria del clima in base a una varietà di definizioni.
Contrassegnare i limiti dell'ingegneria climatica come un problema, settore di ricerca o area di innovazione è eccezionalmente impegnativo, date le profonde incertezze scientifiche e definitive.
Tuttavia, abbiamo sostenuto che il monitoraggio bibliometrico delle attività di ricerca e brevettazione potrebbe costituire una parte importante della governance preventiva dell'ingegneria del clima. È prezioso per la sua capacità di rendere visibili le reti spesso nascoste di collaborazione, finanziamento e definizione dei problemi coinvolte nelle aree emergenti della scienza e della tecnologia e di fornire una base di prove trasparente in grado di informare la valutazione e la deliberazione democratica.
Accessibilità dei dati
I dati grezzi verranno depositati in un repository riconosciuto prima della pubblicazione dell'articolo.
Ringraziamenti.
Innanzitutto, grazie a Tanya Grey del progetto SPICE per le sue prime ricerche sui brevetti di iniezione di particelle stratosferiche. Grazie a tutti i partecipanti a un seminario presso l'University College di Londra il 18 ottobre 2013 in cui sono stati presentati e discussi alcuni risultati iniziali del progetto: Chiara Armeni, Andrew Barry, Jason Blackstock, Chris Belter, Rose Cairns, Jack Doughty, Matt Fisher , Hugh Hunt, Kirsty Kuo, Jane Long, Georgina Mace, Shobita Parthasarathy, David Santillo, Stefan Schäfer, Naomi Vaughan e James Wilson. Ringraziamo anche Luciano Kay per aver fornito la macro di esportazione da VantagePoint a Gephi.
Dichiarazione di finanziamento.
Questo lavoro è stato supportato da sovvenzioni della University Challenge London Grand Challenge for Human Welling, Dipartimento di sociologia e facoltà di scienze sociali e di ingegneria dell'Università di Lancaster, Consiglio di ricerca in ingegneria e scienze fisiche (sovvenzione n. EP/K007505/1) ed Economico e Consiglio per la ricerca sociale (concessione n. 4030003752). Anche il supporto di One World Analytics è riconosciuto con gratitudine.
Molti brevetti sono altamente speculativi e sembrano improbabili che sopravvivano al processo di esame.
Abbiamo identificato un totale di 28 domande di brevetto per SRM, suggerendo un'attività molto limitata in questo campo.
Mentre l'attività sui brevetti sembra essere minore, merita ulteriori ricerche utilizzando un approccio incentrato sull'acquisizione di attività da parte di singole società e inventori piuttosto che basarsi sulla ricerca di parole chiave. Inoltre, la nostra ricerca esistente non include approcci alla bioenergia con cattura e stoccaggio del carbonio (BECCS) come il biochar che meritano ulteriori esplorazioni. Le dimensioni delle famiglie di brevetti esistenti e i punteggi delle citazioni nei nostri dati non suggeriscono che nessun inventore o azienda abbia rivendicato l'equivalente di ingegneria climatica della tecnologia del DNA ricombinante, Taq DNA polimerasi o proteina fluorescente verde nel campo della biotecnologia. Come notato sopra, la presenza di una società solo IP nei dati potrebbe suggerire un posizionamento strategico nel caso in cui le tecnologie di ingegneria del clima decollino in futuro. È improbabile che la nascita dell'ingegneria del clima rispecchi quella della biotecnologia, poiché la gamma di tecnologie proposte è così ampia. Le tecnologie per proposte ad alta leva come l'iniezione di particelle stratosferiche o la fecondazione del ferro oceanico sono, se portate avanti, probabilmente una forma di "bricolage", combinando e riutilizzando tecnologie di altri settori. Inoltre, le richieste di documenti brevettuali che potrebbero essere rilevanti per l'ingegneria del clima sembrano riflettere nel tempo le mode scientifiche e politiche; pertanto, recenti documenti di brevetto fanno affermazioni sul cambiamento climatico globale mentre, nei decenni precedenti, è più probabile che le affermazioni si riferiscano alla protezione dello strato di ozono o alla soppressione degli uragani. La ricerca di documenti di brevetto può quindi fornire un obiettivo solo per una piccola parte del quadro tecnologico e uno che è distorto da tendenze sociali più ampie. Tuttavia, continueremmo a sostenere che l'attività sui brevetti è una considerazione di governance importante, come è stato affermato da altri [12,72].
Passiamo ora alla discussione sull'efficacia del nostro approccio al monitoraggio della letteratura scientifica e dei dati sui brevetti dell'ingegneria del clima come contributo ai dibattiti sulla deliberazione e la governance democraticha.
5. Utilizzo della bibliometria per monitorare il campo
Gli approcci scientometrici e un crescente spostamento verso l'estrazione e l'analisi dei testi avanzata su larga scala possono contribuire a illuminare il panorama delle aree emergenti della scienza e della tecnologia per informare il dibattito e il processo decisionale. Tuttavia, l'uso di tali approcci crea anche sfide in termini di baselining e trasparenza metodologica. Nel primo caso, la sfida di generare dati di base riflette le ambiguità linguistiche nella materia (ad esempio ingegneria del clima o geoingegneria; modifica SRM o albedo) e disaccordi su ciò che dovrebbe o non dovrebbe essere considerato ricadere all'interno dell'area tematica. Il secondo problema riguarda la varietà di criteri di ricerca che i ricercatori possono utilizzare, la varietà di fonti di dati e la disponibilità di dati grezzi per consentire la ricerca successiva. In particolare, le opportunità di analisi comparativa diretta dei dati sono rare nelle scienze sociali.
Come notato sopra, la nostra ricerca è stata informata dai lavori bibliometrici esistenti sulla letteratura di ingegneria del clima, in particolare il lavoro di Belter & Seidel [24]. Il nostro obiettivo nel presente lavoro era quello di produrre un approccio semplificato e modulare alla strategia di ricerca utilizzata nella ricerca precedente. Allo stesso tempo, abbiamo cercato di estendere l'analisi all'esplorazione dei dati sui brevetti. Un'importante caratteristica abilitante del lavoro di Belter e Seidel è che hanno reso disponibili i dati grezzi sotto forma di identificatori univoci ISI. La Figura 6 mostra un confronto diretto dei dati Web of Science in questo articolo con i precedenti lavori di Belter e Seidel per il periodo fino alla fine del 2011.
La Figura 6 dimostra che la presente ricerca rivela una storia più lunga di ricerca sull'ingegneria climatica di quella presentata da Belter e Seidel. Mentre ci spostiamo verso la fine degli anni '90, i loro dati mostrano anche un picco marcato intorno al 2001, che non si riflette nella presente ricerca, mentre nella nostra ricerca tra il 2004 e il 2007 viene mostrato un minimo marcato che non è osservabile nel loro studio.
Per indagare su queste differenze, abbiamo confrontato gli identificatori univoci ISI per i periodi corrispondenti per identificare i record in Belter e Seidel che non compaiono nel nostro lavoro. Dei 35 record al di fuori del nostro set di dati nel 2001, 12 erano articoli in un numero speciale di Deep-Sea Research Part II sull'Esperimento di rilascio del ferro nell'oceano del sud del 1999 (SOIREE). La variazione rimanente per il 2001 consisteva in registrazioni riguardanti il sequestro del carbonio nel suolo e l'agricoltura. Delle 114 pubblicazioni tra il 2004 e il 2007 che non erano nel nostro set di dati, si trattavano principalmente di argomenti relativi agli oceani (36), al suolo (29) e agricoli (20).
Questi record extra nel set di dati di Belter e Seidel potrebbero essere spiegati in diversi modi.
In primo luogo, la loro query di ricerca utilizzava caratteri jolly e l'operatore NEAR, il che significherebbe, ad esempio, che restituirà non solo i record contenenti "fertilizzazione oceanica" ma anche quelli con "fertilizzazione dell'oceano meridionale"; tuttavia, in pratica, ciò non sembra aver causato gran parte della variazione. In secondo luogo, Belter e Seidel includevano termini di ricerca su biochar e miglioramento degli agenti atmosferici; tuttavia, i moduli che utilizzano questi termini sono stati testati dagli autori attuali e hanno scoperto di non produrre un numero significativo di record extra. In terzo luogo, hanno anche utilizzato citazioni avanti e indietro e la funzione "record correlati" di WoS per espandere l'elenco prodotto dalla loro query di ricerca per includere altri articoli pertinenti. Questo sembra essere stato il motivo principale per cui Belter e Seidel hanno raccolto record che non abbiamo fatto. Tuttavia, riteniamo che la nostra query di ricerca potrebbe essere adattata per acquisire la maggior parte dei record "mancanti".
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| Figura 6. Confronto degli approcci per l'acquisizione della letteratura di ingegneria del clima. |
D'altra parte, lo studio attuale ha identificato i documenti prima del 1988 e ha catturato 208 pubblicazioni tra il 1991 e il 2011 che non erano nel lavoro precedente; questi erano dominati dall'ingegneria del clima e dal sequestro del carbonio (104) e dalla fecondazione oceanica (28). Esaminando i rispettivi termini di ricerca, questo sembra essere in gran parte il risultato del nostro utilizzo di un abbonamento WoS più ampio, in termini di titoli e il periodo di tempo coperto.
Sosteniamo che il nostro approccio alla bibliometria dell'ingegneria climatica si è rivelato efficace.
Guidati da un'enfasi su trasparenza, ripetibilità e adattabilità, i nostri obiettivi sono stati (i) di avere una query di ricerca modulare, che catturi la letteratura "core" usando il termine e i suoi sinonimi, la letteratura su specifiche tecniche di ingegneria del clima e altre conoscenze scientifiche di base ricerca che viene attirata nei dibattiti di ingegneria del clima; (ii) disporre di una query di ricerca che acquisisca la maggior parte dei record pertinenti ma sia relativamente bassa su falsi positivi che necessitano di pulizia manuale; e (iii) limitare il set di dati finale a quei record restituiti dalla query di ricerca. A ciò si devono aggiungere i principi generali di messa a disposizione dei dati grezzi e i criteri utilizzati per la pulizia manuale.
I dati sui brevetti presentano sfide particolari, poiché i termini di ricerca considerati "puliti" nei database della letteratura possono produrre sorprese inaspettate nei database dei brevetti. Inoltre, le domande di brevetto sono spesso costruite in termini generali in modo tale che può essere difficile determinare se un documento è direttamente o indirettamente rilevante per l'ingegneria climatica. Le variazioni nella copertura del database dei brevetti e la disponibilità di molteplici modi legittimi per contare i dati sui brevetti possono anche causare problemi di comparabilità.
L'analisi del paesaggio brevettuale del tipo presentato in questo articolo viene in genere eseguita utilizzando una combinazione di termini chiave e codici di classificazione dei brevetti per limitare la ricerca ad aree specifiche. Un problema nel caso dell'ingegneria del clima è che non esiste un codice di classificazione specifico per queste tecnologie emergenti che possano aiutare nella ricerca mirata. La classificazione dei brevetti cooperativi adottata dall'Ufficio europeo dei brevetti e dall'Ufficio brevetti e marchi degli Stati Uniti comprende uno schema di classificazione per la mitigazione del clima con il codice di classificazione Y02.
Tuttavia, i nostri dati rivelano che l'ingegneria climatica è dispersa in aree della classificazione come agricoltura, energia oceanica, aeromobili e veicoli spaziali (materiale supplementare elettronico).
Il crescente interesse per l'analisi del panorama dei brevetti presso l'Organizzazione mondiale della proprietà intellettuale e presso l'Ufficio europeo dei brevetti suggerisce la possibilità di collaborazioni nella ricerca futura per catturare ed esplorare l'ingegneria del clima per informare i dibattiti politici [73].
6. Conclusione
Questo articolo ha lo scopo di contribuire alla deliberazione democratica sulla governance dell'ingegneria del clima in generale e SRM in particolare, cercando di rendere visibili i modelli e le strutture emergenti nella ricerca scientifica e nell'attività brevettuale. Nel fare ciò, abbiamo deliberatamente cercato di basarci sul lavoro esistente con l'obiettivo di stabilire una base comune per il monitoraggio dell'ingegneria del clima che consenta flessibilità e chiarezza nella definizione dell'ingegneria del clima e anche la sistemazione degli sviluppi emergenti attraverso un approccio modulare. Come il discorso dell'ingegneria del clima altera, sebbene non vi sia alcun modo oggettivo per definirne i confini mobili, i moduli esistenti possono comunque essere adattati o nuovi aggiunti in modo trasparente al fine di catturare meglio il panorama in evoluzione [74,75]. Inoltre, sosteniamo la trasparenza nel rendere i dati grezzi disponibili per l'analisi comparativa da parte dei team di ricerca per consentire la stabilizzazione di una base di consenso nel tempo. Infine, abbiamo sostenuto che una maggiore chiarezza sull'attività dei brevetti per l'ingegneria del clima potrebbe essere raggiunta attraverso la cooperazione con l'Organizzazione mondiale della proprietà intellettuale e l'Ufficio europeo dei brevetti per facilitare l'identificazione mirata dell'attività di ingegneria del clima in base a una varietà di definizioni.
Contrassegnare i limiti dell'ingegneria climatica come un problema, settore di ricerca o area di innovazione è eccezionalmente impegnativo, date le profonde incertezze scientifiche e definitive.
Tuttavia, abbiamo sostenuto che il monitoraggio bibliometrico delle attività di ricerca e brevettazione potrebbe costituire una parte importante della governance preventiva dell'ingegneria del clima. È prezioso per la sua capacità di rendere visibili le reti spesso nascoste di collaborazione, finanziamento e definizione dei problemi coinvolte nelle aree emergenti della scienza e della tecnologia e di fornire una base di prove trasparente in grado di informare la valutazione e la deliberazione democratica.
Accessibilità dei dati
I dati grezzi verranno depositati in un repository riconosciuto prima della pubblicazione dell'articolo.
Ringraziamenti.
Innanzitutto, grazie a Tanya Grey del progetto SPICE per le sue prime ricerche sui brevetti di iniezione di particelle stratosferiche. Grazie a tutti i partecipanti a un seminario presso l'University College di Londra il 18 ottobre 2013 in cui sono stati presentati e discussi alcuni risultati iniziali del progetto: Chiara Armeni, Andrew Barry, Jason Blackstock, Chris Belter, Rose Cairns, Jack Doughty, Matt Fisher , Hugh Hunt, Kirsty Kuo, Jane Long, Georgina Mace, Shobita Parthasarathy, David Santillo, Stefan Schäfer, Naomi Vaughan e James Wilson. Ringraziamo anche Luciano Kay per aver fornito la macro di esportazione da VantagePoint a Gephi.
Dichiarazione di finanziamento.
Questo lavoro è stato supportato da sovvenzioni della University Challenge London Grand Challenge for Human Welling, Dipartimento di sociologia e facoltà di scienze sociali e di ingegneria dell'Università di Lancaster, Consiglio di ricerca in ingegneria e scienze fisiche (sovvenzione n. EP/K007505/1) ed Economico e Consiglio per la ricerca sociale (concessione n. 4030003752). Anche il supporto di One World Analytics è riconosciuto con gratitudine.
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