Планетарен слънцезащитен крем: Модификация на слънчевата радиация

Разрушаване на геоинженерството на климата, част 3

Част 1: Безкрайни неизвестни
Част 2: Отстраняване на въглероден диоксид от океана
Част 4: Разглеждане на етиката, справедливостта и справедливостта

Модификацията на слънчевата радиация (SRM) е форма на климатично геоинженерство, която има за цел да увеличи количеството слънчева светлина, отразена обратно в космоса – за да обърне затоплянето на планетата. Увеличаването на тази отразяваща способност намалява количеството слънчева светлина, което достига до атмосферата и земната повърхност, като изкуствено охлажда планетата. 

Чрез природни системи Земята отразява и абсорбира слънчевата светлина, за да поддържа температурата и климата си, взаимодействайки с облаци, частици във въздуха, вода и други повърхности – включително океана. Понастоящем, няма предложени проекти за естествени или подобрени естествени SRM, така че SRM технологиите попадат предимно в механичната и химическата категория. Тези проекти се стремят предимно да променят естественото взаимодействие на Земята със слънцето. Но намаляването на количеството слънце, което достига сушата и океана, има потенциала да наруши естествените процеси, които зависят от пряката слънчева светлина.

Предложени проекти за механични и химически SRM

Земята има вградена система, която контролира количеството радиация от слънцето, която влиза и излиза. Той прави това чрез отразяване и преразпределение на светлината и топлината, което помага за регулиране на температурата. Интересът към механичните и химически манипулации на тези системи варира от освобождаване на частици чрез стратосферно аерозолно инжектиране до развитие на по-дебели облаци близо до океана чрез изсветляване на морските облаци.

Стратосферно аерозолно инжектиране (SAI) е целенасоченото освобождаване на сулфатни частици във въздуха, за да се увеличи отразяващата способност на земята, намалявайки количеството слънчева светлина, което достига до земята, и топлината, уловена в атмосферата. Теоретично подобно на използването на слънцезащитни продукти, слънчевото геоинженерство има за цел да пренасочи част от слънчевата светлина и топлина извън атмосферата, намалявайки количеството, което достига до повърхността.

Обещанието:

Тази концепция се основава на природните явления, които се случват в тандем с интензивни вулканични изригвания. През 1991 г. изригването на планината Пинатубо във Филипините изхвърли газ и пепел в стратосферата, разпределяйки масови количества серен диоксид. Ветровете разнасяха серния диоксид по земното кълбо в продължение на две години и частиците абсорбираха и отразява достатъчно слънчева светлина, за да намали глобалните температури с 1 градус по Фаренхайт (0.6 градуса по Целзий).

Заплахата:

Създадената от човека SAI остава силно теоретична концепция с малко убедителни изследвания. Тази несигурност само се изостря от неизвестните за това колко време ще трябва да се осъществят проектите за инжектиране и какво се случва, ако (или когато) проектите на SAI се провалят, бъдат прекратени или липсва финансиране. Проектите на ВОИ имат потенциално неопределена нужда, след като започнат, и може да стане по-малко ефективен с течение на времето. Физическите последици от инжектирането на атмосферни сулфати включват потенциал за киселинен дъжд. Както се вижда при вулканичните изригвания, сулфатните частици пътуват по света и могат да се отлагат в региони, които обикновено не са засегнати от такива химикали, променяйки екосистемите и променяйки pH на почвата. Предложена алтернатива на аерозолния сулфат е калциевият карбонат, молекула, която се очаква да има подобно въздействие, но не толкова много странични ефекти, колкото сулфата. Въпреки това, последните проучвания за моделиране показват калциев карбонат може да има отрицателно въздействие върху озоновия слой. Отражението на входящата слънчева светлина създава допълнителни опасения за справедливостта. Отлагането на частици, чийто произход е неизвестен и е възможно глобален, може да създаде действителни или предполагаеми несъответствия, които биха могли да влошат геополитическото напрежение. Проект на SAI в Швеция беше спрян през 2021 г., след като Съветът на саамите, представителен орган на коренното население на саами от Швеция, Норвегия, Финландия и Русия, сподели загриженост относно човешката намеса в климата. Това заяви вицепрезидентът на Съвета Аса Ларсон Блинд ценностите на народа саами за уважение към природата и нейните процеси се сблъскаха директно с този тип слънчево геоинженерство.

Базираното на повърхността изсветляване/модификацията на албедото има за цел да увеличи отразяващата способност на земята и да намали количеството слънчева радиация, което остава в атмосферата. Вместо да използваме химия или молекулярни методи, повърхностното изсветляване се стреми да увеличи албедото, или отразяваща способност на земната повърхност чрез физически промени в градските райони, пътищата, земеделската земя, полярните региони и океана. Това може да включва покриване на тези региони с отразяващи материали или растения за отразяване и пренасочване на слънчевата светлина.

Обещанието:

Очаква се повърхностно базираното изсветляване да предложи директни охлаждащи свойства на местна основа – подобно на това как листата на едно дърво могат да засенчат земята под него. Този тип проекти могат да бъдат реализирани в по-малки мащаби, т.е. от страна на държава или от град в град. В допълнение, изсветляването на повърхността може да помогне да се обърне повишената топлина, която изпитват много градове и градски центрове в резултат на топлинния ефект на градския остров.

Заплахата:

На теоретично и концептуално ниво повърхностното изсветляване изглежда, че може да се приложи бързо и ефикасно. Изследванията върху модификацията на албедото обаче остават тънки и много доклади показват потенциала за неизвестни и объркващи ефекти. Такива усилия е малко вероятно да предложат глобално решение, но неравномерното развитие на повърхностното изсветляване или други методи за управление на слънчевата радиация може да има нежелани и непредсказуеми глобални ефекти върху циркулацията или водния цикъл. Изсветляването на повърхността в определени региони може да промени регионалните температури и да промени движението на частици и материя до проблемни цели. В допълнение, повърхностното изсветляване може да причини несправедливо развитие в местен или глобален мащаб, увеличавайки потенциала за промяна на динамиката на мощността.

Marine Cloud Brightening (MCB) целенасочено използва морски спрей за засяване на облаци с ниски нива над океана, насърчавайки образуването на по-ярък и по-дебел облачен слой. Тези облаци пречат на входящата радиация да достигне сушата или морето отдолу, в допълнение към отразяването на радиацията обратно към атмосферата.

Обещанието:

MCB има потенциала да понижи температурите в регионален мащаб и да предотврати избелване на корали. Изследванията и ранните тестове постигнаха известен успех в Австралия с неотдавнашен проект на Големия бариерен риф. Други приложения могат да включват засяване на облаци над ледници, за да се спре топенето на морския лед. Предложеният в момента метод използва океанска морска вода, намалявайки въздействието й върху природните ресурси и може да се прилага навсякъде по света.

Заплахата:

Човешкото разбиране на MCB остава много несигурно. Извършените тестове са ограничени и експериментални, с изследователи, призоваващи за глобално или местно управление относно етиката на манипулиране на тези екосистеми в името на защитата им. Някои от тези несигурности включват въпроси относно прекия ефект от охлаждането и намалената слънчева светлина върху местните екосистеми, както и неизвестния ефект от увеличените частици във въздуха върху човешкото здраве и инфраструктура. Всяко от тях ще зависи от състава на решението за MCB, метода на внедряване и очакваното количество MCB. Докато зародишните облаци се движат през водния цикъл, водата, солта и другите молекули ще се върнат на земята. Отлаганията на сол могат да повлияят на застроената среда, включително жилищата на хората, като ускорява влошаването. Тези отлагания могат също да променят съдържанието на почвата, засягайки хранителните вещества и способността на растенията да растат. Тези широки опасения надраскват повърхността на неизвестните, придружени от MCB.

Докато SAI, модификацията на албедото и MCB работят за отразяване на входящата слънчева радиация, изтъняването на перистите облаци (CCT) разглежда увеличаването на изходящата радиация. Перестите облаци абсорбират и отразяват топлината, под формата на радиация, обратно на земята. Разреждането на перистите облаци е предложено от учените, за да се намали топлината, отразена от тези облаци, и да се позволи на повече топлина да излезе от атмосферата, като теоретично се понижават температурите. Учените очакват разреждането на тези облаци с пръскане на облаците с частици за намаляване на техния живот и дебелина.

Обещанието:

CCT обещава да намали глобалните температури чрез увеличаване на количеството радиация за излизане от атмосферата. Настоящите изследвания показват, че това модификацията може да ускори водния цикъл, увеличаване на валежите и благоприятни райони, склонни към суша. Ново изследване допълнително показва, че това понижение на температурата може да помогне бавно топене на морския лед и помощ при поддържането на полярните ледени шапки. 

Заплахата: 

Докладът на Междуправителствения панел по изменение на климата (IPCC) от 2021 г. относно изменението на климата и посочените физически науки че CCT не се разбира добре. Промяната на времето от този тип може да промени моделите на валежите и да причини неизвестни въздействия върху екосистемите и селското стопанство. Предлаганите в момента методи за CCT включват пръскане на облаците с прахови частици. Докато определено количество частици се очаква да допринесе за разреждане на облаците, над инжектирането на частици вместо това може да посее облаците. Тези зародишни облаци може да се окажат по-дебели и да задържат топлина, вместо да станат по-тънки и да отделят топлина. 

Космически огледала са друг метод, предложен от изследователите за пренасочване и блокиране на входящата слънчева светлина. Този метод предполага поставяне на силно отразяващи обекти в космоса, за да блокира или отразява входящата слънчева радиация.

Обещанието:

Очаква се космически огледала намалете количеството радиация навлизане в атмосферата, като я спира, преди да достигне планетата. Това би довело до по-малко топлина, навлизаща в атмосферата и охлаждаща планетата.

Заплахата:

Космическите методи са силно теоретични и са придружени от a липса на литература и емпирични данни. Неизвестното за въздействието на този тип проекти е само една част от опасенията на много изследователи. Допълнителните опасения включват скъпоструващия характер на космическите проекти, прякото въздействие на пренасочването на радиацията, преди да достигне земната повърхност, непрякото въздействие на намаляването или премахването на звездната светлина за морските животни, които разчитат на небесната навигация, потенциалът риск от прекратяванеи липсата на международно космическо управление.

Движение към по-хладно бъдеще?

Чрез пренасочване на слънчевата радиация за намаляване на планетарните температури, управлението на слънчевата радиация се опитва да отговори на симптом на изменението на климата, вместо да се заеме директно с проблема. Тази област на изследване е пълна с потенциални нежелани последствия. Тук оценката на риск-риск е от решаващо значение, за да се определи дали рискът от даден проект си струва риска за планетата или риска от изменението на климата преди изпълнението на който и да е проект в голям мащаб. Потенциалът SRM проектите да засегнат цялата планета показва необходимостта всеки анализ на риска да включва разглеждане на риска за природната среда, изостряне на геополитическото напрежение и въздействието върху нарастващите глобални несправедливости. При всеки план за промяна на климата на даден регион или на планетата като цяло, проектите трябва да се съсредоточат върху съображенията за справедливост и участие на заинтересованите страни.