Protector solar planetario: modificación da radiación solar

Desglose da xeoenxeñaría climática Parte 3

Parte 1: Infinitas descoñecidas
Parte 2: Eliminación de dióxido de carbono do océano
Parte 4: Considerando a ética, a equidade e a xustiza

A modificación da radiación solar (SRM) é unha forma de xeoenxeñaría climática que ten como obxectivo aumentar a cantidade de luz solar reflectida ao espazo, para revertir o quecemento do planeta. O aumento desta reflectividade diminúe a cantidade de luz solar que chega á atmosfera e á superficie terrestre, arrefriando artificialmente o planeta. 

A través dos sistemas naturais, a Terra reflicte e absorbe a luz solar para manter a súa temperatura e clima, interactuando coas nubes, as partículas aerotransportadas, a auga e outras superficies, incluído o océano. Actualmente, non hai proxectos SRM naturais ou mellorados propostos, polo que as tecnoloxías SRM entran principalmente na categoría mecánica e química. Estes proxectos buscan principalmente alterar a interacción natural da Terra co sol. Pero, diminuír a cantidade de sol que chega á terra e ao océano ten o potencial de alterar os procesos naturais que dependen da luz solar directa.

---

Proposta de proxectos de SRM mecánicos e químicos

A Terra ten un sistema incorporado que controla a cantidade de radiación do sol que entra e sae. Faino reflectindo e redistribuíndo a luz e a calor, o que axuda a regular a temperatura. O interese pola manipulación mecánica e química destes sistemas vai desde a liberación de partículas a través da inxección de aerosols estratosféricos ata o desenvolvemento de nubes máis grosas preto do océano a través do brillo das nubes mariñas.

Inxección de aerosol estratosférico (SAI) é a liberación dirixida de partículas de sulfato no aire para aumentar a reflectividade da terra, reducindo a cantidade de luz solar que chega ao chan e a calor atrapada na atmosfera. Teoricamente semellante ao uso de protector solar, a xeoenxeñería solar ten como obxectivo redirixir parte da luz solar e da calor fóra da atmosfera, reducindo a cantidade que chega á superficie.

A promesa:

Este concepto baséase nos fenómenos naturais que ocorren en conxunto con intensas erupcións volcánicas. En 1991, a erupción do monte Pinatubo en Filipinas arroxou gas e cinzas á estratosfera, distribuíndo cantidades masivas de dióxido de xofre. Os ventos moveron o dióxido de xofre polo globo durante dous anos, e as partículas absorberon e reflectiu a luz solar suficiente para reducir a temperatura global en 1 grao Fahrenheit (0.6 graos Celsius).

A ameaza:

A SAI creada polo ser humano segue sendo un concepto altamente teórico con poucos estudos concluíntes. Esta incerteza só se ve exacerbada polas incógnitas sobre canto tempo deberían producirse os proxectos de inxección e que ocorre se (ou cando) os proxectos SAI fallan, se suspenden ou carecen de financiamento. Os proxectos SAI teñen unha necesidade potencialmente indefinida unha vez que comezan, e pode ser menos eficaz co paso do tempo. As repercusións físicas das inxeccións de sulfato atmosférico inclúen o potencial de choiva ácida. Como se observa nas erupcións volcánicas, as partículas de sulfato viaxan polo mundo e pode depositarse en rexións normalmente non afectadas por tales produtos químicos, alterando os ecosistemas e cambiando o pH do solo. Unha alternativa proposta ao sulfato de aerosol é o carbonato de calcio, unha molécula que se espera que teña un impacto similar pero non tantos efectos secundarios como o sulfato. Non obstante, estudos recentes de modelización indican carbonato de calcio pode afectar negativamente á capa de ozono. O reflexo da luz solar entrante supón máis problemas de equidade. A deposición de partículas, cuxa orixe é descoñecida e posiblemente global, pode crear disparidades reais ou percibidas que poden empeorar as tensións xeopolíticas. Un proxecto de SAI en Suecia púxose en pausa en 2021 despois de que o Consello Saami, un órgano representativo dos pobos indíxenas saami de Suecia, Noruega, Finlandia e Rusia, compartise as preocupacións sobre a intervención humana no clima. A vicepresidenta do Consello, Åsa Larsson Blind, declarou iso os valores do pobo saami de respectar a natureza e os seus procesos chocaron directamente con este tipo de xeoenxeñaría solar.

A modificación do iluminado/albedo baseado na superficie ten como obxectivo aumentar a reflectividade da terra e diminuír a cantidade de radiación solar que permanece na atmosfera. En lugar de utilizar métodos químicos o moleculares, o brillo baseado en superficies busca aumentar o albedo, ou reflectividade, da superficie terrestre mediante alteracións físicas en áreas urbanas, estradas, terreos agrícolas, rexións polares e o océano. Isto pode incluír cubrir estas rexións con materiais ou plantas reflectantes para reflectir e redirixir a luz solar.

A promesa:

Espérase que o brillo baseado na superficie ofreza propiedades de arrefriamento directo a nivel local, de forma similar a como as follas dunha árbore poden sombrear o chan debaixo dela. Este tipo de proxectos pódense implementar a menor escala, é dicir, país a país ou cidade a cidade. Ademais, o brillo baseado na superficie pode axudar reverter o aumento da calor que experimentan moitas cidades e centros urbanos como consecuencia do efecto calor da illa urbana.

A ameaza:

A nivel teórico e conceptual, o brillo baseado en superficies parece que podería implementarse de forma rápida e eficiente. Non obstante, a investigación sobre a modificación do albedo segue sendo escasa e moitos informes indican o potencial de efectos descoñecidos e desordenados. É improbable que tales esforzos ofrezan unha solución global, pero o desenvolvemento desigual do brillo baseado na superficie ou doutros métodos de xestión da radiación solar podería ter efectos globais non desexados e imprevistos sobre a circulación ou o ciclo da auga. Iluminar a superficie en certas rexións pode alterar as temperaturas rexionais e alterar o movemento das partículas e da materia ata chegar a fins problemáticos. Ademais, o brillo baseado na superficie pode provocar un desenvolvemento inequitativo a escala local ou global, aumentando o potencial de cambiar as dinámicas de poder.

Marine Cloud Brightening (MCB) utiliza deliberadamente aerosol marino para sementar nubes de baixo nivel sobre o océano, fomentando a formación de capa de nubes máis brillante e espesa. Estas nubes impiden que a radiación entrante chegue á terra ou ao mar, ademais de reflectir a radiación cara á atmosfera.

A promesa:

O MCB ten o potencial de baixar as temperaturas a escala rexional e evitar os eventos de branqueamento dos corais. A investigación e as primeiras probas tiveron certo éxito en Australia, cun proxecto recente na Gran Barreira de Coral. Outras aplicacións poderían incluír sementar nubes sobre glaciares para deter o derretimento do xeo mariño. O método proposto actualmente utiliza auga do mar do océano, reducindo o seu impacto sobre os recursos naturais e podería realizarse en calquera parte do mundo.

A ameaza:

A comprensión humana do MCB segue sendo moi incerta. As probas que se realizaron son limitadas e experimentais, con investigadores que piden gobernanza global ou local sobre a ética da manipulación destes ecosistemas para protexelos. Algunhas destas incertezas inclúen preguntas sobre o efecto directo do arrefriamento e a redución da luz solar nos ecosistemas locais, así como o efecto descoñecido do aumento das partículas no aire sobre a saúde humana e as infraestruturas. Cada un destes dependería da composición da solución MCB, do método de implantación e da cantidade de MCB prevista. A medida que as nubes sementadas se moven polo ciclo da auga, a auga, o sal e outras moléculas volverán á terra. Os depósitos de sal poden afectar o medio construído, incluída a vivenda humana, ao acelerar o deterioro. Estes depósitos tamén poden alterar o contido do solo, afectando os nutrientes e a capacidade de crecemento das plantas. Estas preocupacións amplas raian a superficie das incógnitas acompañadas de MCB.

Mentres que SAI, modificación do albedo e MCB traballan para reflectir a radiación solar entrante, Cirrus Cloud Thinning (CCT) analiza o aumento da radiación saínte. Os cirros absorben e reflicten a calor, en forma de radiación, de volta á terra. Cirrus Cloud Thinning foi proposto polos científicos para reducir a calor reflectida por estas nubes e permitir que saia máis calor da atmosfera, teoricamente diminuíndo as temperaturas. Os científicos prevén adelgazamento destas nubes pulverizando as nubes con partículas para reducir a súa vida útil e grosor.

A promesa:

CCT promete reducir as temperaturas globais aumentando a cantidade de radiación para escapar da atmosfera. A investigación actual indica que isto modificación pode acelerar o ciclo da auga, aumentando as precipitacións e beneficiando as zonas propensas á seca. Novas investigacións indican ademais que este descenso da temperatura pode axudar lento derretimento do xeo mariño e axuda no mantemento dos casquetes polares. 

A ameaza: 

O informe do Panel Intergobernamental sobre o Cambio Climático (IPCC) de 2021 sobre o cambio climático e as ciencias físicas indica que CCT non se entende ben. A modificación do tempo deste tipo pode cambiar os patróns de precipitación e causar impactos descoñecidos nos ecosistemas e na agricultura. Os métodos propostos actualmente para CCT inclúen pulverizar as nubes con partículas. Aínda que espérase que unha certa cantidade de partículas contribúa ao adelgazamento das nubes, sobre a inxección de partículas pode sementar as nubes no seu lugar. Estas nubes sementadas poden acabar sendo máis espesas e atrapar a calor, en lugar de facerse máis finas e liberar calor. 

Espellos espaciais son outro método que os investigadores propuxeron para redirixir e bloquear a luz solar entrante. Este método suxire colocando obxectos altamente reflexivos no espazo para bloquear ou reflectir a radiación solar entrante.

A promesa:

Prevese espellos espaciais diminuír a cantidade de radiación entrando na atmosfera deténdoa antes de que chegue ao planeta. Isto provocaría que entrase menos calor na atmosfera e arrefriaría o planeta.

A ameaza:

Os métodos baseados no espazo son moi teóricos e van acompañados de a falta de literatura e datos empíricos. As incógnitas sobre o impacto deste tipo de proxectos son só unha parte das preocupacións de moitos investigadores. As preocupacións adicionais inclúen a natureza custosa dos proxectos espaciais, o impacto directo de redirixir a radiación antes de chegar á superficie terrestre, o impacto indirecto de reducir ou eliminar a luz das estrelas para os animais mariños que confiar na navegación celeste, o potencial risco de terminación, e a falta de gobernanza espacial internacional.

---

Movemento cara a un futuro máis fresco?

Ao redirixir a radiación solar para diminuír as temperaturas planetarias, A xestión da radiación solar tenta responder a un síntoma do cambio climático en lugar de abordar o problema de frente. Esta área de estudo está chea de posibles consecuencias non desexadas. Aquí, unha avaliación risco-risco é fundamental para determinar se o risco dun proxecto vale o risco para o planeta ou o risco de cambio climático antes de implementar calquera proxecto a gran escala. O potencial de que os proxectos SRM afecten a todo o planeta mostra a necesidade de que calquera análise de risco inclúa a consideración do risco para o medio natural, a exacerbación das tensións xeopolíticas e o impacto no aumento das desigualdades globais. Con calquera plan para alterar o clima dunha rexión ou do planeta no seu conxunto, os proxectos deben centrar as consideracións de equidade e implicación das partes interesadas.