Protector solar planetari: modificació de la radiació solar

Desglossament de la geoenginyeria climàtica Part 3

Part 1: Infinits desconeguts
Part 2: Eliminació de diòxid de carboni de l'oceà
Part 4: Considerant l'ètica, l'equitat i la justícia

La modificació de la radiació solar (SRM) és una forma de geoenginyeria climàtica que pretén augmentar la quantitat de llum solar reflectida a l'espai, per revertir l'escalfament del planeta. L'augment d'aquesta reflectivitat disminueix la quantitat de llum solar que arriba a l'atmosfera i a la superfície de la Terra, refredant artificialment el planeta. 

A través dels sistemes naturals, la Terra reflecteix i absorbeix la llum solar per mantenir la seva temperatura i el seu clima, interactuant amb núvols, partícules en l'aire, aigua i altres superfícies, inclòs l'oceà. Actualment, no hi ha projectes SRM naturals ni millorats proposats, de manera que les tecnologies SRM entren principalment en la categoria mecànica i química. Aquests projectes busquen principalment alterar la interacció natural de la Terra amb el sol. Però, disminuir la quantitat de sol que arriba a la terra i l'oceà té el potencial de alterar els processos naturals que depenen de la llum solar directa.

Projectes SRM mecànics i químics proposats

La Terra té un sistema integrat que controla la quantitat de radiació del sol que entra i surt. Ho fa reflectint i redistribuint la llum i la calor, la qual cosa ajuda a regular la temperatura. L'interès per la manipulació mecànica i química d'aquests sistemes va des de l'alliberament de partícules mitjançant la injecció d'aerosols estratosfèrics fins al desenvolupament de núvols més gruixuts a prop de l'oceà mitjançant la il·luminació dels núvols marins.

Injecció d'aerosols estratosfèrics (SAI) és l'alliberament dirigit de partícules de sulfat en l'aire per augmentar la reflectivitat de la terra, reduint la quantitat de llum solar que arriba al sòl i la calor atrapada a l'atmosfera. Teòricament similar a l'ús de protector solar, la geoenginyeria solar té com a objectiu redirigir part de la llum solar i la calor fora de l'atmosfera, reduint la quantitat que arriba a la superfície.

La promesa:

Aquest concepte es basa en els fenòmens naturals que es produeixen conjuntament amb les intenses erupcions volcàniques. L'any 1991, l'erupció del mont Pinatubo a les Filipines va arrossegar gas i cendres a l'estratosfera, distribuint quantitats massives de diòxid de sofre. Els vents van moure el diòxid de sofre per tot el món durant dos anys, i les partícules van absorbir i reflecteix prou llum solar per reduir la temperatura global en 1 grau Fahrenheit (0.6 graus Celsius).

L'amenaça:

La SAI creada pels humans continua sent un concepte altament teòric amb pocs estudis concloents. Aquesta incertesa només es veu agreujada per les incògnites sobre quant de temps haurien de durar els projectes d'injecció i què passa si (o quan) els projectes SAI fracassen, s'interrompen o no tenen finançament. Els projectes SAI tenen una necessitat potencialment indefinida un cop comencen, i pot ser menys efectiu amb el temps. Les repercussions físiques de les injeccions de sulfat atmosfèric inclouen el potencial de pluja àcida. Tal com es veu amb les erupcions volcàniques, les partícules de sulfat viatgen per tot el món i pot dipositar-se en regions que normalment no es veuen afectades per aquests productes químics, alterant els ecosistemes i canviant el pH del sòl. Una alternativa proposada al sulfat d'aerosol és el carbonat de calci, una molècula que s'espera que tingui un impacte similar però no tants efectes secundaris com el sulfat. Tanmateix, estudis recents de modelització indiquen carbonat de calci pot afectar negativament la capa d'ozó. El reflex de la llum solar entrant planteja més preocupacions d'equitat. La deposició de partícules, d'origen desconegut i possible global, pot crear disparitats reals o percebudes que podrien empitjorar les tensions geopolítiques. Un projecte SAI a Suècia es va posar en pausa l'any 2021 després que el Consell Saami, un òrgan representatiu del poble indígena saami de Suècia, Noruega, Finlàndia i Rússia, comparteixi les preocupacions sobre la intervenció humana en el clima. La vicepresidenta del Consell, Åsa Larsson Blind, ho va declarar els valors del poble saami de respectar la natura i els seus processos xocaven directament amb aquest tipus de geoenginyeria solar.

La modificació de l'il·luminació/albedo basada en la superfície té com a objectiu augmentar la reflectivitat de la terra i disminuir la quantitat de radiació solar que queda a l'atmosfera. En lloc d'utilitzar mètodes químics o moleculars, L'aclarint a base de superfícies busca augmentar l'albedo, o reflectivitat, de la superfície terrestre mitjançant alteracions físiques a zones urbanes, carreteres, terres agrícoles, regions polars i oceà. Això pot incloure cobrir aquestes regions amb materials o plantes reflectants per reflectir i redirigir la llum solar.

La promesa:

S'espera que l'il·luminador basat en la superfície ofereixi propietats de refredament directe a nivell local, de manera similar a com les fulles d'un arbre poden ombrejar el sòl que hi ha sota. Aquest tipus de projectes es poden implementar a menor escala, és a dir, país a país o ciutat a ciutat. A més, la brillantor a base de superfícies pot ajudar revertir l'augment de calor que experimenten moltes ciutats i centres urbans com a conseqüència de l'efecte calor illa urbana.

L'amenaça:

A nivell teòric i conceptual, el brillantor basat en superfícies sembla que es podria implementar de manera ràpida i eficient. Tanmateix, la investigació sobre la modificació de l'albedo segueix sent fina i molts informes indiquen el potencial d'efectes desconeguts i desordenats. És poc probable que aquests esforços ofereixin una solució global, però el desenvolupament desigual de la brillantor basat en la superfície o altres mètodes de gestió de la radiació solar podria tenir efectes globals no desitjats i imprevistos sobre la circulació o el cicle de l'aigua. Il·luminar la superfície en determinades regions pot alterar les temperatures regionals i alterar el moviment de les partícules i la matèria fins a finalitats problemàtiques. A més, el brillantor basat en la superfície pot provocar un desenvolupament desigual a escala local o global, augmentant el potencial de canvi de dinàmica de poder.

Marine Cloud Brightening (MCB) utilitza intencionadament l'esprai del mar per sembrar núvols de baix nivell sobre l'oceà, fomentant la formació d'un capa de núvols més brillant i gruixuda. Aquests núvols impedeixen que la radiació entrant arribi a la terra o al mar, a més de reflectir la radiació cap a l'atmosfera.

La promesa:

MCB té el potencial de reduir les temperatures a escala regional i prevenir esdeveniments de blanqueig de corall. La investigació i les primeres proves han tingut cert èxit a Austràlia, amb un projecte recent a la Gran Barrera de Corall. Altres aplicacions podrien incloure sembrar núvols sobre glaceres per aturar la fusió del gel marí. El mètode proposat actualment utilitza aigua de mar de l'oceà, reduint el seu impacte sobre els recursos naturals i es podria realitzar a qualsevol part del món.

L'amenaça:

La comprensió humana de MCB continua sent molt incerta. Les proves que s'han realitzat són limitades i experimentals, amb investigadors que demanen una governança global o local sobre l'ètica de manipular aquests ecosistemes per tal de protegir-los. Algunes d'aquestes incerteses inclouen preguntes sobre l'efecte directe del refredament i la reducció de la llum solar sobre els ecosistemes locals, així com l'efecte desconegut de l'augment de partícules en l'aire sobre la salut humana i la infraestructura. Cadascun d'ells dependria de la composició de la solució MCB, del mètode de desplegament i de la quantitat de MCB prevista. A mesura que els núvols sembrats es mouen pel cicle de l'aigua, l'aigua, la sal i altres molècules tornaran a la terra. Els dipòsits de sal poden afectar l'entorn construït, inclòs l'habitatge humà, accelerant el deteriorament. Aquests dipòsits també poden alterar el contingut del sòl, afectant els nutrients i la capacitat de creixement de les plantes. Aquestes preocupacions àmplies ratllen la superfície de les incògnites acompanyades de MCB.

Mentre que SAI, modificació d'albedo i MCB treballen per reflectir la radiació solar entrant, Cirrus Cloud Thinning (CCT) mira l'augment de la radiació sortint. Els núvols cirrus absorbeixen i reflecteixen la calor, en forma de radiació, torna a la terra. Els científics han proposat Cirrus Cloud Thinning per reduir la calor reflectida per aquests núvols i permetre que surti més calor de l'atmosfera, teòricament disminuint les temperatures. Els científics preveuen que aquests núvols s'aprimaran ruixant els núvols amb partícules per reduir-ne la vida útil i el gruix.

La promesa:

CCT promet reduir les temperatures globals augmentant la quantitat de radiació per escapar de l'atmosfera. Les investigacions actuals indiquen que això modificació pot accelerar el cicle de l'aigua, augmentant les precipitacions i beneficiant zones propenses a la sequera. Les noves investigacions indiquen a més que aquesta disminució de la temperatura pot ajudar lent desglaç marí i ajuda a mantenir els casquets polars. 

L'amenaça: 

L'informe del Grup Intergovernamental sobre el Canvi Climàtic (IPCC) de 2021 sobre el canvi climàtic i les ciències físiques va indicar que la CCT no s'entén bé. La modificació del temps d'aquest tipus pot canviar els patrons de precipitació i causar impactes desconeguts als ecosistemes i a l'agricultura. Els mètodes proposats actualment per a CCT inclouen ruixar els núvols amb partícules. Tot i que s'espera que una certa quantitat de partícules contribueixi a l'aprimament dels núvols, la sobreinjecció de partícules pot sembrar els núvols. Aquests núvols sembrats poden acabar sent més gruixuts i atrapar la calor, en lloc de fer-se més prims i alliberar calor. 

Miralls espacials és un altre mètode que els investigadors han proposat per redirigir i bloquejar la llum solar entrant. Aquest mètode suggereix col·locant objectes altament reflectants a l'espai per bloquejar o reflectir la radiació solar entrant.

La promesa:

Es preveu que els miralls espacials disminuir la quantitat de radiació entrar a l'atmosfera aturant-la abans que arribi al planeta. Això donaria lloc a menys calor que entri a l'atmosfera i refredaria el planeta.

L'amenaça:

Els mètodes basats en l'espai són molt teòrics i s'acompanyen d'a manca de literatura i dades empíriques. Les incògnites sobre l'impacte d'aquest tipus de projectes són només una part de les preocupacions de molts investigadors. Altres preocupacions inclouen la naturalesa costosa dels projectes espacials, l'impacte directe de redirigir la radiació abans d'arribar a la superfície terrestre, l'impacte indirecte de reduir o eliminar la llum de les estrelles per als animals marins que confiar en la navegació celeste, el potencial risc de terminació, i la manca de governança espacial internacional.

Moviment cap a un futur més fresc?

En redirigir la radiació solar per disminuir les temperatures planetàries, La gestió de la radiació solar intenta respondre a un símptoma del canvi climàtic en lloc d'abordar el problema directament. Aquesta àrea d'estudi està plena de possibles conseqüències no desitjades. Aquí, una avaluació risc-risc és crucial per determinar si el risc d'un projecte val el risc per al planeta o el risc del canvi climàtic abans d'implementar qualsevol projecte a gran escala. El potencial dels projectes SRM per afectar tot el planeta mostra la necessitat que qualsevol anàlisi de risc inclogui la consideració del risc per al medi natural, l'exacerbació de les tensions geopolítiques i l'impacte en l'augment de les desigualtats globals. Amb qualsevol pla per alterar el clima d'una regió o del planeta en el seu conjunt, els projectes han de centrar les consideracions d'equitat i implicació de les parts interessades.