Planetarna krema za sunčanje: modifikacija solarnog zračenja

Razbijanje klimatskog geoinženjeringa 3. dio

Dio 1: Beskrajne nepoznanice
Dio 2: Uklanjanje ugljičnog dioksida iz oceana
Dio 4: Razmatranje etike, pravičnosti i pravde

Modifikacija solarnog zračenja (SRM) je oblik klimatskog geoinženjeringa koji ima za cilj da poveća količinu sunčeve svjetlosti koja se reflektira natrag u svemir – da preokrene zagrijavanje planete. Povećanje ove refleksivnosti smanjuje količinu sunčeve svjetlosti koja dospijeva u atmosferu i Zemljinu površinu, umjetno hladeći planetu. 

Putem prirodnih sistema, Zemlja reflektuje i apsorbuje sunčevu svetlost kako bi održala svoju temperaturu i klimu, u interakciji sa oblacima, česticama u vazduhu, vodom i drugim površinama – uključujući i okean. trenutno, ne postoje predloženi prirodni ili poboljšani prirodni SRM projekti, tako da SRM tehnologije prvenstveno spadaju u mehaničku i hemijsku kategoriju. Ovi projekti uglavnom nastoje promijeniti prirodnu interakciju Zemlje sa Suncem. Ali, smanjenje količine sunca koja dopire do kopna i okeana ima potencijal da poremeti prirodne procese koji zavise od direktnog sunčevog svjetla.

Predloženi mehaničko-hemijski SRM projekti

Zemlja ima ugrađen sistem koji kontroliše količinu sunčeve radijacije koja ulazi i izlazi. To čini reflektirajući i redistribuirajući svjetlost i toplinu, što pomaže u regulaciji temperature. Interes za mehaničku i hemijsku manipulaciju ovim sistemima kreće se od oslobađanja čestica kroz ubrizgavanje aerosola u stratosferu do razvoja debljih oblaka u blizini okeana kroz posvjetljavanje morskih oblaka.

Stratosferska aerosolna injekcija (SAI) je ciljano oslobađanje čestica sulfata u zraku kako bi se povećala reflektivnost zemlje, smanjujući količinu sunčeve svjetlosti koja dopire do tla i topline zarobljene u atmosferi. Teoretski slično korištenju kreme za sunčanje, solarni geoinženjering ima za cilj da preusmjeri dio sunčeve svjetlosti i topline izvan atmosfere, smanjujući količinu koja dospijeva na površinu.

Obecanje:

Ovaj koncept se zasniva na prirodnim fenomenima koji se javljaju u tandemu sa intenzivnim vulkanskim erupcijama. 1991. godine, erupcija planine Pinatubo na Filipinima izbacila je plin i pepeo u stratosferu, distribuirajući masovne količine sumpor-dioksida. Vjetrovi su dvije godine prenosili sumpor dioksid širom svijeta, a čestice su apsorbovale i reflektovao dovoljno sunčeve svetlosti da smanji globalne temperature za 1 stepen Farenhajta (0.6 stepeni Celzijusa).

Prijetnja:

VRI stvorena od strane ljudi ostaje visoko teorijski koncept sa nekoliko uvjerljivih studija. Ovu neizvjesnost samo pogoršavaju nepoznanice o tome koliko dugo će trebati da se realizuju projekti injekcije i šta se dešava ako (ili kada) projekti VRI propadnu, budu obustavljeni ili im nedostaju sredstva. Projekti VRI imaju potencijalno neodređenu potrebu kada počnu, i može postati manje efikasna tokom vremena. Fizičke reperkusije ubrizgavanja atmosferskog sulfata uključuju mogućnost kiselih kiša. Kao što se vidi kod vulkanskih erupcija, čestice sulfata putuju širom svijeta i mogu se taložiti u regionima na koje takve hemikalije obično ne utiču, mijenjajući ekosisteme i mijenjajući pH tla. Predložena alternativa aerosol sulfatu je kalcijum karbonat, molekul za koji se očekuje da će imati sličan učinak, ali ne toliko nuspojava kao sulfat. Međutim, nedavne studije modeliranja ukazuju na kalcijev karbonat može negativno uticati na ozonski omotač. Refleksija dolazne sunčeve svjetlosti predstavlja daljnju zabrinutost u pogledu pravičnosti. Taloženje čestica, čije je porijeklo nepoznato i moguće globalno, može stvoriti stvarne ili uočene disparitete koji bi mogli pogoršati geopolitičke tenzije. Projekat VRI u Švedskoj je stavljen na pauzu 2021. godine nakon što je Vijeće Saamija, predstavničko tijelo autohtonog naroda Saamija Švedske, Norveške, Finske i Rusije, podijelilo zabrinutost zbog ljudske intervencije u klimi. To je izjavio potpredsjednik Vijeća, Åsa Larsson Blind vrijednosti Saami naroda da poštuju prirodu i njene procese direktno su se sukobile sa ovom vrstom solarnog geoinženjeringa.

Površinsko osvjetljavanje/albedo modifikacija ima za cilj povećanje refleksivnosti zemlje i smanjenje količine sunčevog zračenja koje ostaje u atmosferi. Umjesto da koristimo hemiju ili molekularne metode, površinsko posvjetljivanje nastoji povećati albedo, ili refleksivnost, zemljine površine kroz fizičke promjene urbanih područja, puteva, poljoprivrednog zemljišta, polarnih područja i okeana. To može uključivati ​​pokrivanje ovih regija reflektirajućim materijalima ili biljkama za reflektiranje i preusmjeravanje sunčeve svjetlosti.

Obecanje:

Očekuje se da će površinsko osvjetljenje ponuditi direktna svojstva hlađenja na lokalnoj osnovi – slično kao što lišće drveta može zasjeniti tlo ispod njega. Ovaj tip projekta se može realizovati u manjim razmjerima, tj. od zemlje do zemlje ili od grada do grada. Osim toga, površinsko posvjetljivanje može pomoći preokrenuti povećanu vrućinu koju doživljavaju mnogi gradovi i urbani centri kao rezultat toplotnog efekta urbanog ostrva.

Prijetnja:

Na teoretskom i konceptualnom nivou, površinsko osvjetljavanje izgleda kao da bi se moglo implementirati brzo i efikasno. Međutim, istraživanja o modifikaciji albeda i dalje su tanka i mnogi izvještaji ukazuju na potencijal za nepoznate i neuredne efekte. Ovakvi napori vjerovatno neće ponuditi globalno rješenje, ali neravnomjeran razvoj površinskog posvjetljivanja ili drugih metoda upravljanja sunčevim zračenjem mogao bi imati neželjeni i nepredviđeni globalni efekti na cirkulaciju ili ciklus vode. Posvjetljivanje površine u određenim regijama može promijeniti regionalne temperature i promijeniti kretanje čestica i materije do problematičnih krajeva. Osim toga, površinsko osvjetljavanje može uzrokovati nejednak razvoj na lokalnom ili globalnom nivou, povećavajući potencijal za promjenu dinamike snage.

Marine Cloud Brightening (MCB) namjerno koristi morski sprej za zasijavanje oblaka niskog nivoa iznad okeana, podstičući stvaranje svetliji i deblji sloj oblaka. Ovi oblaci sprečavaju dolaznu radijaciju da stigne do kopna ili mora ispod, osim što reflektuju zračenje natrag prema atmosferi.

Obecanje:

MCB ima potencijal da snizi temperature na regionalnom nivou i spriječi događaje izbjeljivanja koralja. Istraživanja i rani testovi postigli su određeni uspjeh u Australiji, s nedavnim projektom na Velikom koraljnom grebenu. Druge aplikacije bi mogle uključivati ​​sijanje oblaka iznad glečera kako bi se zaustavilo topljenje morskog leda. Trenutno predložena metoda koristi morsku vodu okeana, smanjujući njen utjecaj na prirodne resurse i može se primijeniti bilo gdje u svijetu.

Prijetnja:

Ljudsko razumijevanje MCB-a ostaje vrlo neizvjesno. Testovi koji su završeni su ograničeni i eksperimentalni, sa istraživači koji pozivaju na globalnu ili lokalnu upravu o etici manipulisanja ovim ekosistemima radi njihove zaštite. Neke od ovih neizvjesnosti uključuju pitanja o direktnom efektu hlađenja i smanjene sunčeve svjetlosti na lokalne ekosisteme, kao i nepoznati učinak povećanih čestica u zraku na ljudsko zdravlje i infrastrukturu. Svaki od ovih bi zavisio od sastava MCB rješenja, metode implementacije i predviđene količine MCB-a. Kako se zasijani oblaci kreću kroz ciklus vode, voda, so i drugi molekuli će se vratiti na zemlju. Naslage soli mogu uticati na izgrađeno okruženje, uključujući i stanovanje ljudi, ubrzavanjem propadanja. Ove naslage također mogu promijeniti sadržaj tla, utičući na hranljive materije i sposobnost biljaka da rastu. Ove široke brige zagrebu površinu nepoznatih praćenih MCB-om.

Dok SAI, albedo modifikacija i MCB rade na odbijanju dolaznog sunčevog zračenja, Cirrus Cloud Thinning (CCT) gleda na povećanje izlazne radijacije. Cirusni oblaci apsorbuju i reflektuju toplotu, u obliku radijacije, nazad na zemlju. Naučnici su predložili razrjeđivanje cirusnih oblaka kako bi se smanjila toplina koju reflektiraju ovi oblaci i omogućilo da više topline izađe iz atmosfere, teoretski smanjujući temperature. Naučnici predviđaju razrjeđivanje ovih oblaka prskanje oblaka česticama kako bi se smanjio njihov vijek trajanja i debljina.

Obecanje:

CCT obećava smanjenje globalnih temperatura povećanjem količine radijacije koja će pobjeći iz atmosfere. Sadašnja istraživanja pokazuju da je to modifikacija može ubrzati ciklus vode, povećanje količine padavina i pogodnost područja koja su podložna suši. Novo istraživanje dalje ukazuje da ovo smanjenje temperature može pomoći sporo topljenje morskog leda i pomoć u održavanju polarnih ledenih kapa. 

Prijetnja: 

Izvještaj Međuvladinog panela o klimatskim promjenama (IPCC) iz 2021. o klimatskim promjenama i fizičkim naukama naznačio je da CCT nije dobro shvaćen. Vremenske promjene ovog tipa mogu promijeniti obrasce padavina i uzrokovati nepoznate uticaje na ekosisteme i poljoprivredu. Trenutno predložene metode za CCT uključuju prskanje oblaka česticama. Dok se očekuje da će određena količina čestica doprinijeti stanjivanju oblaka, prekomjerno ubrizgavanje čestica umjesto toga može zasijati oblake. Ovi zasijani oblaci mogu na kraju postati deblji i zarobiti toplinu, umjesto da postanu tanji i ispuštaju toplinu. 

Space Mirrors su još jedna metoda koju su istraživači predložili za preusmjeravanje i blokiranje dolazne sunčeve svjetlosti. Ova metoda predlaže postavljanje objekata visoke refleksije u svemiru da blokira ili reflektuje dolazno sunčevo zračenje.

Obecanje:

Predviđaju se svemirska ogledala smanjiti količinu zračenja ulazak u atmosferu zaustavljajući ga prije nego što stigne do planete. To bi rezultiralo manje toplote koja ulazi u atmosferu i hladi planetu.

Prijetnja:

Metode zasnovane na svemiru su visoko teorijske i praćene su a nedostatak literature i empirijski podaci. Nepoznanice o uticaju ovog tipa projekta samo su dio zabrinutosti mnogih istraživača. Dodatna zabrinutost uključuje skupu prirodu svemirskih projekata, direktan uticaj preusmjeravanja radijacije prije nego što stigne do površine Zemlje, indirektan utjecaj smanjenja ili uklanjanja svjetla zvijezda za morske životinje koje oslanjaju se na nebesku navigaciju, potencijal rizik raskidai nedostatak međunarodnog upravljanja svemirom.

Kretanje ka hladnijoj budućnosti?

Preusmjeravanjem sunčevog zračenja na smanjenje planetarne temperature, Upravljanje solarnim zračenjem pokušava odgovoriti na simptom klimatskih promjena umjesto da se direktno bavi problemom. Ovo područje proučavanja obiluje potencijalnim neželjenim posljedicama. Ovdje je procjena rizika i rizika ključna kako bi se utvrdilo da li je rizik projekta vrijedan rizika za planetu ili rizika od klimatskih promjena prije implementacije bilo kojeg projekta u velikim razmjerima. Potencijal da SRM projekti utiču na čitavu planetu pokazuje potrebu da bilo kakva analiza rizika uključi razmatranje rizika po prirodno okruženje, pogoršanje geopolitičkih tenzija i uticaj na povećanje globalne nejednakosti. Sa svakim planom za promjenu klime u regionu ili planeti u cjelini, projekti moraju usredsrediti razmatranje pravičnosti i uključenosti zainteresovanih strana.