Planetární opalovací krém: Úprava slunečního záření

Rozbití klimatického geoinženýrství, část 3

Část 1: Nekonečné neznámo
Část 2: Odstranění oxidu uhličitého v oceánu
Část 4: Zvažování etiky, spravedlnosti a spravedlnosti

Solar Radiation Modification (SRM) je forma klimatického geoinženýrství, jejímž cílem je zvýšit množství slunečního záření odraženého zpět do vesmíru – zvrátit oteplování planety. Zvýšením této odrazivosti se sníží množství slunečního světla, které se dostane do atmosféry a na zemský povrch, čímž se planeta uměle ochladí. 

Prostřednictvím přírodních systémů Země odráží a absorbuje sluneční světlo, aby si udržela teplotu a klima, a interaguje s mraky, částicemi ve vzduchu, vodou a dalšími povrchy – včetně oceánu. V současné době, nejsou navrženy žádné přírodní nebo vylepšené přírodní projekty SRM, takže technologie SRM primárně spadají do mechanické a chemické kategorie. Tyto projekty se převážně snaží změnit přirozenou interakci Země se Sluncem. Snížení množství slunce, které dopadá na pevninu a oceán, má však potenciál narušit přírodní procesy, které jsou závislé na přímém slunečním světle.

Navrhované mechanické a chemické projekty SRM

Země má vestavěný systém, který řídí množství slunečního záření, které přichází a vychází. Dělá to tak, že odráží a přerozděluje světlo a teplo, což pomáhá regulovat teplotu. Zájem o mechanickou a chemickou manipulaci s těmito systémy sahá od uvolňování částic přes vstřikování stratosférického aerosolu až po vytváření silnějších mraků blízko oceánu prostřednictvím zjasnění mořských mraků.

Stratospheric Aerosol Injection (SAI) je cílené uvolňování vzduchem nesených částic síranu za účelem zvýšení odrazivosti země, snížení množství slunečního záření, které dopadá na zem, a tepla zachyceného v atmosféře. Solární geoinženýrství, teoreticky podobné používání opalovacích krémů, má za cíl přesměrovat část slunečního světla a tepla mimo atmosféru, čímž se sníží množství, které dosáhne povrchu.

Slib:

Tento koncept je založen na přírodních jevech, které se vyskytují v tandemu s intenzivními sopečnými erupcemi. V roce 1991 erupce sopky Mount Pinatubo na Filipínách vychrlila plyn a popel do stratosféry, čímž se rozprostřela masová množství oxidu siřičitého. Větry pohybovaly oxidem siřičitým po celé zeměkouli po dobu dvou let a částice absorbovaly a odráží dostatek slunečního světla ke snížení globální teploty o 1 stupeň Fahrenheita (0.6 stupně Celsia).

Hrozba:

Člověkem vytvořená SAI zůstává vysoce teoretickým konceptem s několika přesvědčivými studiemi. Tuto nejistotu jen umocňují neznámé informace o tom, jak dlouho by projekty injekce musely probíhat a co se stane, když (nebo kdy) projekty SAI selžou, budou ukončeny nebo nebudou mít finance. Projekty SAI mají potenciálně neurčitou potřebu, jakmile začnou, a může být časem méně efektivní. Fyzikální dopady na atmosférické sulfátové injekce zahrnují potenciál pro kyselé deště. Jak je vidět při sopečných erupcích, sulfátové částice cestují po celém světě a se mohou ukládat v oblastech typicky neovlivněných takovými chemikáliemi, měnící se ekosystémy a měnící se pH půdy. Navrhovanou alternativou k aerosolovému sulfátu je uhličitan vápenatý, molekula, u které se očekává, že bude mít podobný účinek, ale ne tolik vedlejších účinků jako síran. Nedávné modelové studie však naznačují uhličitan vápenatý může negativně ovlivnit ozonovou vrstvu. Odraz dopadajícího slunečního světla vyvolává další obavy o spravedlnost. Usazování částic, jejichž původ je neznámý a možný globální, může vytvářet skutečné nebo domnělé rozdíly, které by mohly zhoršit geopolitické napětí. Projekt SAI ve Švédsku byl pozastaven v roce 2021 poté, co Saamská rada, zastupitelský orgán domorodých Saamů ze Švédska, Norska, Finska a Ruska, sdílela obavy z lidského zásahu do klimatu. Uvedla to viceprezidentka Rady Åsa Larsson Blind hodnoty Saamů respektovat přírodu a její procesy přímo narážely s tímto typem solárního geoinženýrství.

Surface Based Brightening/Albedo Modification má za cíl zvýšit odrazivost Země a snížit množství slunečního záření, které zůstává v atmosféře. Spíše než pomocí chemie nebo molekulárních metod, povrchové zjasnění se snaží zvýšit albedonebo odrazivost zemského povrchu prostřednictvím fyzických změn městských oblastí, silnic, zemědělské půdy, polárních oblastí a oceánu. To může zahrnovat pokrytí těchto oblastí reflexními materiály nebo rostlinami, které odrážejí a přesměrovávají sluneční světlo.

Slib:

Očekává se, že povrchové zjasnění nabídne přímé chlazení na místní bázi – podobně jako listy stromů mohou stínit zem pod nimi. Tento typ projektu lze realizovat v menším měřítku, tj. země od země nebo město od města. Kromě toho může pomoci rozjasnění na bázi povrchu zvrátit zvýšené teplo, které zažívá mnoho měst a městských center jako výsledek městského ostrovního tepelného efektu.

Hrozba:

Na teoretické a koncepční úrovni se zdá, že povrchové zjasnění by mohlo být implementováno rychle a efektivně. Výzkum modifikace albeda však zůstává slabý a mnoho zpráv naznačuje potenciál pro neznámé a chaotické účinky. Takové snahy pravděpodobně nenabídnou globální řešení, ale nerovnoměrný vývoj povrchového zjasňování nebo jiných metod řízení slunečního záření by mohl nechtěné a nepředvídatelné globální účinky na oběh nebo koloběh vody. Zjasnění povrchu v určitých oblastech může změnit regionální teploty a změnit pohyb částic a hmoty k problematickým koncům. Kromě toho může povrchové zjasnění způsobit nespravedlivý vývoj v místním nebo globálním měřítku, což zvyšuje potenciál pro posun dynamiky výkonu.

Marine Cloud Brightening (MCB) cíleně využívá mořskou spršku k vysévání mraků nízké úrovně nad oceánem, čímž podporuje tvorbu jasnější a silnější vrstva oblačnosti. Tyto mraky kromě odrazu záření zpět do atmosféry zabraňují přicházejícímu záření dostat se na pevninu nebo moře pod sebou.

Slib:

MCB má potenciál snížit teploty v regionálním měřítku a zabránit bělení korálů. Výzkum a první testy zaznamenaly v Austrálii určitý úspěch s nedávným projektem u Velkého bariérového útesu. Mezi další aplikace by mohlo patřit vysévání mraků nad ledovci k zastavení tání mořského ledu. V současnosti navrhovaná metoda využívá mořskou vodu z oceánu, čímž snižuje její dopad na přírodní zdroje a mohla by být provedena kdekoli na světě.

Hrozba:

Lidské chápání MCB zůstává velmi nejisté. Testy, které byly dokončeny, jsou omezené a experimentální, s výzkumníci požadující globální nebo místní vládu o etice manipulace s těmito ekosystémy za účelem jejich ochrany. Některé z těchto nejistot zahrnují otázky týkající se přímého účinku ochlazování a sníženého slunečního záření na místní ekosystémy, stejně jako neznámého vlivu zvýšeného množství částic ve vzduchu na lidské zdraví a infrastrukturu. Každý z nich bude záviset na složení řešení MCB, metodě nasazení a množství předpokládaného MCB. Jak se nasazené mraky pohybují vodním cyklem, voda, sůl a další molekuly se vrátí na zem. Usazeniny soli mohou ovlivnit zastavěné prostředí, včetně lidských obydlí, urychlením zhoršování. Tyto usazeniny mohou také změnit obsah půdy, ovlivnit živiny a schopnost rostlin růst. Tyto široké obavy poškrábou povrch neznámých doprovázených MCB.

Zatímco SAI, modifikace albeda a MCB pracují na odrazu příchozího slunečního záření, Cirrus Cloud Thnning (CCT) se zaměřuje na zvyšující se odcházející záření. Cirrusové mraky absorbují a odrážejí teplove formě záření zpět na Zemi. Ztenčování mraků Cirrus bylo vědci navrženo ke snížení tepla odráženého těmito mraky a umožnění úniku většího množství tepla z atmosféry, což teoreticky snižuje teploty. Vědci očekávají, že se tyto mraky ztenčují postřikování mraků částicemi snížit jejich životnost a tloušťku.

Slib:

CCT slibuje snížení globálních teplot zvýšením množství záření unikajícího z atmosféry. Současný výzkum tomu nasvědčuje úprava může urychlit koloběh vody, zvýšení srážek a přínos pro oblasti náchylné k suchu. Nový výzkum dále ukazuje, že toto snížení teploty může pomoci pomalé tání mořského ledu a pomoc při udržování polárních ledovců. 

Hrozba: 

Zpráva Mezivládního panelu pro změnu klimatu (IPCC) z roku 2021 o změně klimatu a fyzikálních vědách uvedla že CCT není dobře pochopeno. Modifikace počasí tohoto typu může změnit vzorce srážek a způsobit neznámé dopady na ekosystémy a zemědělství. V současnosti navrhované metody pro CCT zahrnují postřikování oblaků částicemi. Zatímco se očekává, že určité množství částic bude přispívat ke ztenčení mraků, nad vstřikováním částic může místo toho zasít mraky. Tyto nasazené mraky mohou skončit silnější a zachycovat teplo, spíše než se ztenčovat a uvolňovat teplo. 

Vesmírná zrcadla jsou další metodou, kterou výzkumníci navrhli k přesměrování a blokování příchozího slunečního světla. Tato metoda naznačuje umístění vysoce reflexních předmětů ve vesmíru, aby blokovaly nebo odrážely dopadající sluneční záření.

Slib:

Počítá se s prostorovými zrcadly snížit množství záření vstupu do atmosféry tím, že ji zastaví dříve, než dosáhne planety. To by vedlo k tomu, že by se do atmosféry dostalo méně tepla a planeta by se ochlazovala.

Hrozba:

Vesmírné metody jsou vysoce teoretické a jsou doprovázeny a nedostatek literatury a empirická data. Neznámé informace o dopadu tohoto typu projektu jsou pouze jednou částí obav mnoha výzkumníků. Mezi další obavy patří nákladná povaha vesmírných projektů, přímý dopad přesměrování záření před dosažením zemského povrchu, nepřímý dopad omezení nebo odstranění hvězdného světla pro mořské živočichy, kteří spoléhat na nebeskou navigaci, potenciál riziko ukončenía nedostatek mezinárodní správy vesmíru.

Pohyb směrem k chladnější budoucnosti?

Přesměrováním slunečního záření ke snížení planetárních teplot, Řízení slunečního záření se spíše pokouší odpovědět na symptom změny klimatu než řešit problém přímo. Tato oblast studia je plná potenciálních nezamýšlených důsledků. Zde je posouzení rizika a rizika zásadní pro určení, zda riziko projektu stojí za riziko pro planetu nebo riziko změny klimatu před implementací jakéhokoli projektu ve velkém měřítku. Potenciál projektů SRM ovlivnit celou planetu ukazuje, že je potřeba, aby jakákoli analýza rizik zahrnovala zvážení rizika pro přírodní prostředí, zhoršení geopolitického napětí a dopad na rostoucí globální nerovnosti. U jakéhokoli plánu na změnu klimatu regionu nebo planety jako celku se projekty musí soustředit na úvahy o spravedlnosti a zapojení zainteresovaných stran.