ตัวอย่างของวิธีการทางวิศวกรรมภูมิศาสตร์ ได้แก่เทคโนโลยีการปรับเปลี่ยนรังสีแสงอาทิตย์การปลูกป่าในเซเชลส์ การสร้างเมฆจากไอเสียเรือ ( การทำให้เมฆในทะเลสว่างขึ้น ) และการทดลองสร้างกระจกสะท้อนแสงในอวกาศ

วิศวกรรมภูมิอากาศ (หรือที่รู้จักกันในชื่อวิศวกรรมภูมิอากาศหรือการแทรกแซงภูมิอากาศ ) คือการแทรกแซงระบบภูมิอากาศของโลกในวงกว้างโดยเจตนาเพื่อต่อต้านการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่ เกิดจากมนุษย์ ^{[ 1 ]} โดยทั่วไปคำนี้ครอบคลุมสองประเภทกว้างๆ ได้แก่ การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ในวงกว้าง(CDR) และการปรับเปลี่ยนรังสีแสงอาทิตย์ (SRM) CDR เกี่ยวข้องกับเทคนิคในการกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากชั้นบรรยากาศและโดยทั่วไปถือเป็นรูปแบบหนึ่งของ การบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ SRM มีเป้าหมายเพื่อลดภาวะโลกร้อนโดยการสะท้อน แสงอาทิตย์ (รังสีแสงอาทิตย์)ส่วนเล็กๆ ออกจากโลกและกลับสู่ห้วงอวกาศ แม้ว่าในอดีตจะถูกจัดกลุ่มไว้ด้วยกัน แต่แนวทางเหล่านี้มีความแตกต่างกันอย่างมากในกลไก ระยะเวลา และลักษณะความเสี่ยง และในปัจจุบันมักจะถูกกล่าวถึงแยกกัน^{[ 2 ] : 168 [ 3 ]}ข้อเสนอทางวิศวกรรมในวงกว้างอื่นๆ เช่น การแทรกแซงเพื่อชะลอการละลายของน้ำแข็งขั้วโลกและน้ำแข็งบนเทือกเขาแอลป์ บางครั้งก็ถูกจัดประเภทเป็นรูปแบบหนึ่งของวิศวกรรมภูมิอากาศเช่นกัน

วิศวกรรมภูมิอากาศบางประเภทก่อให้เกิดประเด็นทางการเมือง สังคม และจริยธรรม ข้อโต้แย้งที่พบบ่อยประการหนึ่งคือ การมุ่งเน้นไปที่เทคโนโลยีเหล่านี้อาจบั่นทอนความพยายามในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก การกำกับดูแลที่มีประสิทธิภาพและการตรวจสอบจากนานาชาติถือเป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง

องค์กรวิทยาศาสตร์ที่สำคัญได้ตรวจสอบศักยภาพ ความเสี่ยง และความต้องการด้านการกำกับดูแลของวิศวกรรมภูมิศาสตร์ รวมถึงสถาบันวิทยาศาสตร์ วิศวกรรมศาสตร์ และการแพทย์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกา [ ^{4 ] [ 5 ] [ 6 ] ราช}สมาคม[ 7 ^{] องค์การ การ ศึกษา}วิทยาศาสตร์ และวัฒนธรรมแห่งสหประชาชาติ ( UNESCO ) ^{[ 8 ]}และ โครงการ วิจัยสภาพภูมิอากาศโลก^{[ 1 ]}

การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ (CDR) เป็นกระบวนการที่คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ₎ถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศของโลกโดยกิจกรรมของมนุษย์ โดยเจตนา และถูกจัดเก็บอย่างถาวรในแหล่งกักเก็บทางธรณีวิทยา บนบก หรือในทะเล หรือในผลิตภัณฑ์^{[ 11 ] : 2221} กระบวนการนี้ยังเป็นที่รู้จักกันในชื่อการกำจัดคาร์บอน การกำจัดก๊าซเรือนกระจก หรือการปล่อยก๊าซเรือนกระจกเชิงลบ CDR ถูกนำมาใช้ใน นโยบายด้านสภาพภูมิอากาศมากขึ้นเรื่อยๆในฐานะองค์ประกอบหนึ่งของกลยุทธ์การบรรเทาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ^{[ 12 ] [ 13 ]}การบรรลุ เป้าหมายการปล่อยก๊าซเรือน กระจกสุทธิ เป็นศูนย์ นั้น จำเป็นต้องมีการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างลึกซึ้งและต่อเนื่องเป็นอันดับแรก และนอกจากนี้ ยังต้องใช้ CDR ด้วย (“CDR คือสิ่งที่ทำให้ การปล่อยก๊าซเรือนกระจกสุทธิ เป็นศูนย์ เป็นจริง ” ^{[ 14 ]} ) ในอนาคต CDR อาจสามารถชดเชยการปล่อยก๊าซเรือนกระจกที่ยากต่อการกำจัดในทางเทคนิค เช่น การปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากภาคเกษตรกรรมและอุตสาหกรรมบางประเภท^{[ 15 ] : 114}

CDR ประกอบด้วยวิธีการที่ดำเนินการบนบกหรือในระบบน้ำ วิธีการบนบก ได้แก่การปลูกป่าการฟื้นฟูป่าการปฏิบัติทางการเกษตรที่กักเก็บคาร์บอนในดิน ( การทำฟาร์มคาร์บอน ) พลังงานชีวภาพร่วมกับการดักจับและกักเก็บคาร์บอน (BECCS) และการดักจับคาร์บอนจากอากาศโดยตรงร่วมกับการกักเก็บ^{[ 15 ] [ 16 ]}นอกจากนี้ยังมีวิธีการ CDR ที่ใช้มหาสมุทรและแหล่งน้ำอื่นๆ ซึ่งเรียกว่าการใส่ปุ๋ยในมหาสมุทรการเพิ่มความเป็นด่างในมหาสมุทร^{[ 17 ]}การฟื้นฟูพื้นที่ชุ่มน้ำและแนวทางคาร์บอนสีน้ำเงิน^{[ 15 ]}จำเป็นต้องมีการวิเคราะห์อย่างละเอียดเพื่อประเมินว่ากระบวนการใดกระบวนการหนึ่งสามารถลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกได้มากน้อยเพียงใด การวิเคราะห์นี้รวมถึงการวิเคราะห์วัฏจักรชีวิตและ "การตรวจสอบ การรายงาน และการตรวจสอบยืนยัน" ( MRV ) ของกระบวนการทั้งหมด^{[ 18 ]}การดักจับและกักเก็บคาร์บอน (CCS) ไม่ถือว่าเป็น CDR เนื่องจาก CCS ไม่ได้ลดปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศอยู่แล้ว

วิศวกรรมธรณีวิทยาธารน้ำแข็งเป็นชุดของแนวทางวิศวกรรมธรณีวิทยาที่เสนอซึ่งมุ่งเน้นไปที่การชะลอการสูญเสียธารน้ำแข็งแผ่นน้ำแข็งและน้ำแข็งทะเลในเขตขั้วโลกและในบางกรณี พื้นที่ภูเขาสูง ข้อเสนอเหล่านี้ได้รับแรงบันดาลใจจากความกังวลว่าวงจรป้อนกลับ เช่น การสูญเสียค่าอัลเบโดของน้ำแข็ง การไหลของธารน้ำแข็งที่เร่งขึ้น และการปล่อยก๊าซมีเทนจากชั้นดินเยือกแข็งถาวร อาจทำให้การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศรุนแรงขึ้นและกระตุ้นให้เกิดจุดเปลี่ยนสภาพภูมิอากาศ^{[ 24 ] [ 25 ]}

วิธีการทางวิศวกรรมธรณีวิทยาของธารน้ำแข็งที่เสนอ ได้แก่ การจัดการรังสีแสงอาทิตย์ในระดับภูมิภาคหรือท้องถิ่น การ ทำให้ เมฆเซอร์รัสบางลงเพื่อให้ความร้อนระบายออกได้มากขึ้น และการติดตั้งโครงสร้างทางกลหรือทางวิศวกรรมเพื่อรักษาเสถียรภาพของน้ำแข็ง กลยุทธ์เฉพาะที่อยู่ระหว่างการตรวจสอบ ได้แก่การฉีดละอองลอยในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์โดยเน้นที่บริเวณขั้วโลก^{[ 24 ]} การทำให้เมฆในทะเลสว่างขึ้น^{[ 26 ]} การปรับเปลี่ยน ค่าอัลเบโดของพื้นผิวด้วยวัสดุสะท้อนแสง^{[ 27 ]}การแทรกแซงที่ฐาน เช่น การระบายน้ำใต้ธารน้ำแข็งหรือการส่งเสริมการแข็งตัวที่ฐาน^{[ 25 ]}และมาตรการป้องกันชั้นน้ำแข็ง รวมถึงม่านใต้น้ำ ^{[ 28 ]}

วิศวกรรมธรณีวิทยาธารน้ำแข็งอยู่ในขั้นตอนการวิจัยเบื้องต้น และข้อเสนอหลายอย่างต้องเผชิญกับความท้าทายทางเทคนิค สิ่งแวดล้อม และการกำกับดูแลที่สำคัญ^{[ 26 ]}ผู้สนับสนุนโต้แย้งว่าการแทรกแซงที่กำหนดเป้าหมายอาจช่วยรักษาเสถียรภาพของแผ่นน้ำแข็ง ชะลอการเพิ่มขึ้นของระดับน้ำทะเล และลดความเสี่ยงของการผ่านเกณฑ์ที่ไม่สามารถย้อนกลับได้ในระบบภูมิอากาศในขณะเดียวกัน ผู้เชี่ยวชาญเตือนว่าประสิทธิภาพของวิธีการเหล่านี้ยังคงไม่แน่นอนอย่างมาก และการแทรกแซงอาจก่อให้เกิดผลข้างเคียงที่ไม่พึงประสงค์^{[ 25 ]}โดยทั่วไปแล้ว วิศวกรรมธรณีวิทยาธารน้ำแข็งถือเป็นส่วนเสริมที่เป็นไปได้ ไม่ใช่สิ่งทดแทนความพยายามในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจก^{[ 24 ] [ 26 ]}

ประเด็นด้านการกำกับดูแลส่วนใหญ่ที่เกี่ยวข้องกับวิศวกรรมภูมิอากาศนั้นมีความเฉพาะเจาะจงกับประเภทหรือวิธีการเฉพาะ อย่างไรก็ตาม มีเครื่องมือการกำกับดูแลระหว่างประเทศบางฉบับที่กล่าวถึงวิศวกรรมภูมิอากาศโดยรวม

ที่ประชุมภาคีอนุสัญญาว่าด้วยความหลากหลายทางชีวภาพได้มีมติหลายประการเกี่ยวกับ "วิศวกรรมภูมิอากาศที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศ" มติในปี 2010 ได้กำหนด "กรอบบรรทัดฐานที่ไม่ผูกมัดอย่างครอบคลุม" ^{[ 29 ] : 106} สำหรับ "กิจกรรมวิศวกรรมภูมิอากาศที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศที่อาจส่งผลกระทบต่อความหลากหลายทางชีวภาพ" โดยขอให้กิจกรรมดังกล่าวได้รับการพิสูจน์โดยความจำเป็นในการรวบรวมข้อมูลทางวิทยาศาสตร์เฉพาะ ผ่านการประเมินผลกระทบสิ่งแวดล้อมก่อน และอยู่ภายใต้การกำกับดูแลทางกฎหมายที่มีประสิทธิภาพ^{[ 30 ] : 96–97 [ 31 ] : 161–162} มติของภาคีในปี 2016 เรียกร้องให้ "มีการวิจัยข้ามสาขาวิชาและการแบ่งปันความรู้มากขึ้น... เพื่อให้เข้าใจผลกระทบของวิศวกรรมภูมิอากาศที่เกี่ยวข้องกับสภาพภูมิอากาศได้ดียิ่งขึ้น" ^{[ 31 ] : 161–162 [ 32 ]}

ประเทศภาคีของอนุสัญญาลอนดอนว่าด้วยการป้องกันมลพิษทางทะเลจากการทิ้งขยะและสิ่งอื่นๆและพิธีสารลอนดอนที่เกี่ยวข้อง ได้กล่าวถึง "การปรับสภาพภูมิอากาศทางทะเล" ในปี 2556 ประเทศภาคีของพิธีสารลอนดอนได้แก้ไขเพิ่มเติมเพื่อจัดตั้งกรอบการทำงานที่มีผลผูกพันทางกฎหมายสำหรับการควบคุมการปรับสภาพภูมิอากาศทางทะเล โดยในเบื้องต้นจำกัดเฉพาะการใส่ปุ๋ยในมหาสมุทร และกำหนดให้มีการประเมินและขออนุญาตก่อนดำเนินการใดๆ การแก้ไขเพิ่มเติมนี้ยังไม่มีผลบังคับใช้เนื่องจากมีการให้สัตยาบันไม่เพียงพอ ในปี 2565 ประเทศภาคีของทั้งสองข้อตกลงรับทราบถึงความสนใจที่เพิ่มขึ้นในการปรับสภาพภูมิอากาศทางทะเล ระบุเทคนิคสี่อย่างสำหรับการพิจารณาเป็นลำดับความสำคัญ และสนับสนุนให้มีการประเมินโครงการที่เสนออย่างรอบคอบภายใต้แนวทางที่มีอยู่ ในขณะที่พิจารณาทางเลือกสำหรับการควบคุมเพิ่มเติม ในปี 2566 พวกเขาเตือนว่าเทคนิคเหล่านี้อาจก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมอย่างร้ายแรง เน้นย้ำถึงความไม่แน่นอนทางวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับผลกระทบของเทคนิคเหล่านี้ กระตุ้นให้มีการบังคับใช้กรอบการประเมินอย่างเคร่งครัด และเรียกร้องให้มีความร่วมมือระหว่างประเทศที่กว้างขวางยิ่งขึ้น^{[ 33 ]}งานของพวกเขาได้รับการสนับสนุนจากกลุ่มผู้เชี่ยวชาญร่วมด้านวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการปกป้องสิ่งแวดล้อมทางทะเลขององค์การ ทางทะเลระหว่างประเทศ