Stigande havsnivåer, löpeldssäsonger som är de värsta som registrerats, uttorkad odlingsland - trots alla bevis på att den mänskliga civilisationen förlorar sitt kycklingspel med klimatet, ingen viker.

Tills världsledarna kan komma överens om att slå på koldioxidutsläppen, mänskligheten behöver vissa skyddsåtgärder. Och det brådskande behovet har att vissa forskare seriöst överväger en förbättringsstrategi för klimatförändringar - avsiktligt att minska solens inkommande strålning - som kan ha avfärdats som besynnerlig på mindre akuta tider.

"Denna strategi för hantering av solstrålning, eller SRM, försöker inte vända klimatförändringarna, "sa Mark Borsuk, Duke professor i civil- och miljöteknik. "Det förändrar klimatet ytterligare, men på ett sätt avsett att motverka några av de uppvärmande effekterna av växthusgaser. Ansvarsfulla forskare ser det inte som en permanent lösning, men som ett sätt att undvika några av de värsta konsekvenserna av den globala uppvärmningen medan samhället övergår till kolfria energilösningar. "

Vissa SRM -strategier verkar lite vilda; en idé är att bygga ett jätteparaply mellan vår planet och solen för att skydda oss från lite av dess värme. En annan idé är att använda en flotta av plan för att kontinuerligt släppa ut billiga fina sulfatpartiklar i stratosfären. Tanken är att dessa partiklar skulle reflektera en del av solens ljus och kyla jorden på samma sätt som vulkanutbrott tidigare.

"Genom att minska inkommande solljus med bara en mycket liten andel, du kan kompensera uppvärmningseffekterna av växthusgaser nästan helt, och det är säkert billigare än att drabbas av klimatförändringarna. Det finns liten anledning att tro att det inte skulle fungera, så det är ett frestande förslag - en uppenbar snabb lösning, sa Borsuk.

Självklart, som vilken snabb lösning som helst, Ett sådant tekniskt ingripande som påverkar hela planeten kommer med riklig osäkerhet och risk - vars bedömning råkar vara Borsuks specialitet. Mer specifikt, Borsuk är expert på att matematiskt modellera komplexa beslutsprocesser när det gäller miljön och människors välbefinnande.

Forskare har antagit många potentiella risker i samband med SRM, Borsuk noterade. Solskuggningens effekter på grödans tillväxt och påverkan på djurens beteende är okända. När de bosätter sig ur atmosfären, sulfatpartiklar kan försurar haven och förvärra korallblekning och revens död. De värmeabsorberande partiklarna kan förändra vädermönster på oväntade sätt. Och om den ständiga infusionen av partiklar i stratosfären avbröts av en oförutsedd händelse - en pandemi, säg-jorden kunde mycket plötsligt värmas till nivåer före SRM, vilket kan vara katastrofalt.

Det finns också geopolitiska risker att ta hänsyn till. "Det är billigt och enkelt att ett land, eller till och med en förmögen individ eller organisation som tror att de kan gynnas, skulle kunna genomföra det själva, "sa Borsuk." Det kan låta som handlingen i en Bond -film, men någon elak aktör kan teoretiskt ta kontroll över det globala klimatet, eller till och med någon välmenande organisation som tycker att den gör rätt. "

Det är här Borsuks expertis inom modellering av komplexa beslut spelar in. Med stöd från ett nytt National Science Foundation -bidrag, Borsuk arbetar med ett tvärvetenskapligt team av kollegor på Duke, NC -staten, University of Wyoming, University of Waterloo och Appalachian State University för att undersöka när människor kan välja att anta en individuell "quick fix" -strategi för ett problem som annars skulle kräva långsiktigt socialt samarbete. Teamet utformar ett experimentellt spel som försöker förstå när och varför en part i ett socialt problem kan försöka ta individuell kontroll över lösningen istället för att samarbeta med andra - eller inte göra någonting alls.

I den första etappen av detta spel, varje spelare har en hög med röda och gröna marker. En förestående katastrof hotar hela gruppens röda marker, men green chips kan bidra till en gemensam pool för att skydda en del av allas röda marker. Detta representerar kooperativ minskning av växthusgaser. I ett andra skede, spelare har möjlighet att spendera green chips för att uteslutande skydda sina egna röda marker.

Fångsten är att alla gröna marker som spenderas över en okänd tröskel kommer att hota andra spelares röda marker. Detta representerar, på ett mycket förenklat sätt, ensidig solgeoingenjör. När efterföljande omgångar av spelet fortskrider, spelarna måste fatta alltmer komplexa beslut om hur mycket de ska spendera på sitt eget skydd kontra gruppens skydd. Varje spelares inflytande är varierat, och tungvikterna kan ibland tvinga andras händer, så mycket som rika enheter i den verkliga världen kanske.

"Klimatförändringar är ett klassiskt exempel på ett socialt dilemma, "sa Borsuk." Inget land vill minska utsläppen om inte alla andra gör det, och om alla andra gör det, du kan sedan skörda fördelarna utan att agera-något som kallas "free-rider-effekten". "

Men SRM med reflekterande partiklar är så billigt och lätt att implementera att vissa aktörer kan dra igång även om ingen annan stöder åtgärder, i huvudsak bli en "gratis-förare".

"Då blir problemet ett inte av samarbete, utan snarare kontroll, eller reglering, sa Borsuk.

Resultaten från teamets experiment kan säkert fördjupa förståelsen för de sociala dimensionerna av beslutsfattande inom teknikingenjörer - en prioritet som lyfts fram i en ny rapport från National Academies. Resultaten kan också extrapoleras till liknande scenarier där problemlösning traditionellt har involverat samarbete mellan hela samhällen, men för vilka tekniska lösningar blir lättare tillgängliga. (Överväga, till exempel, hur vi kan använda genredigering, snarare än folkhälsoåtgärder, att bekämpa sjukdomar; övervakningskameror, snarare än grannvaktsprogram, att motverka inbrott; och smarta vapen, snarare än förbättrad träning, för att avvärja oavsiktliga skjutningar.)

Så småningom, laget har för avsikt att bjuda in spelare som vet mer om realinscenarioets höga insatser-människor som klimatförhandlare-när detaljerna i spelet är utarbetade och några mer specifika hypoteser har formulerats.

"Vi hoppas att vår forskning kommer att avslöja sätt att gå bortom nuvarande tänkande vid förhandlingar om internationella avtal och belysa vägar till kooperativa lösningar som gynnar alla, " han sa.