ग्रहीय सनस्क्रीन: सौर विकिरण संशोधन

ब्रेकिंग डाउन क्लाइमेट जियोइंजीनियरिंग पार्ट 3

भाग 1: अंतहीन अज्ञात
भाग 2: महासागर कार्बन डाइऑक्साइड हटाना
भाग 4: नैतिकता, इक्विटी और न्याय को ध्यान में रखते हुए

सोलर रेडिएशन मॉडिफिकेशन (SRM) क्लाइमेट जियोइंजीनियरिंग का एक रूप है जिसका उद्देश्य अंतरिक्ष में वापस परावर्तित सूर्य के प्रकाश की मात्रा को बढ़ाना है - ताकि ग्रह के गर्म होने की स्थिति को उलटा किया जा सके। इस परावर्तकता को बढ़ाने से सूरज की रोशनी की मात्रा कम हो जाती है जो इसे वायुमंडल और पृथ्वी की सतह पर बनाती है, ग्रह को कृत्रिम रूप से ठंडा करती है। 

प्राकृतिक प्रणालियों के माध्यम से, पृथ्वी अपने तापमान और जलवायु को बनाए रखने के लिए सूर्य के प्रकाश को प्रतिबिंबित और अवशोषित करती है, बादलों, हवाई कणों, पानी और समुद्र सहित अन्य सतहों के साथ बातचीत करती है। वर्तमान में, कोई प्रस्तावित प्राकृतिक या उन्नत प्राकृतिक SRM परियोजनाएँ नहीं हैं, इसलिए SRM प्रौद्योगिकियाँ मुख्य रूप से यांत्रिक और रासायनिक श्रेणी में आती हैं। ये परियोजनाएं मुख्य रूप से सूर्य के साथ पृथ्वी की प्राकृतिक बातचीत को बदलने की कोशिश करती हैं। लेकिन, भूमि और महासागर तक पहुंचने वाले सूर्य की मात्रा कम होने से प्राकृतिक प्रक्रियाओं को बाधित करने की क्षमता होती है जो सीधे सूर्य के प्रकाश पर निर्भर करती हैं।

प्रस्तावित यांत्रिक और रासायनिक एसआरएम परियोजनाएं

पृथ्वी में एक अंतर्निहित प्रणाली है जो सूर्य से आने और जाने वाले विकिरण की मात्रा को नियंत्रित करती है। यह प्रकाश और गर्मी को प्रतिबिंबित और पुनर्वितरित करके करता है, जो तापमान को नियंत्रित करने में मदद करता है। इन प्रणालियों के यांत्रिक और रासायनिक हेरफेर में रुचि समतापमंडलीय एयरोसोल इंजेक्शन के माध्यम से कणों को जारी करने से लेकर समुद्र के करीब घने बादलों को समुद्री बादल चमक के माध्यम से विकसित करने तक होती है।

समतापमंडलीय एयरोसोल इंजेक्शन (SAI) पृथ्वी की परावर्तकता बढ़ाने, जमीन तक पहुँचने वाली धूप की मात्रा और वातावरण में फंसी गर्मी को कम करने के लिए वायुजनित सल्फेट कणों का लक्षित विमोचन है। सैद्धांतिक रूप से सनस्क्रीन का उपयोग करने के समान, सौर भू-अभियांत्रिकी का उद्देश्य सतह तक पहुंचने वाली मात्रा को कम करते हुए कुछ धूप और वातावरण के बाहर गर्मी को पुनर्निर्देशित करना है।

वादा:

यह अवधारणा तीव्र ज्वालामुखी विस्फोट के साथ घटित होने वाली प्राकृतिक घटनाओं पर आधारित है। 1991 में, फिलीपींस में माउंट पिनातुबो के विस्फोट से समताप मंडल में गैस और राख फैल गई, जिससे बड़ी मात्रा में सल्फर डाइऑक्साइड फैल गया। हवाओं ने दो साल तक दुनिया भर में सल्फर डाइऑक्साइड को स्थानांतरित किया, और कणों को अवशोषित किया और वैश्विक तापमान को 1 डिग्री फ़ारेनहाइट (0.6 डिग्री सेल्सियस) तक कम करने के लिए पर्याप्त धूप परावर्तित.

धमकी:

मानव-निर्मित SAI कुछ निर्णायक अध्ययनों के साथ एक उच्च सैद्धांतिक अवधारणा बनी हुई है। यह अनिश्चितता केवल अज्ञात लोगों द्वारा बढ़ा दी गई है कि कितनी देर तक इंजेक्शन परियोजनाओं की आवश्यकता होगी और क्या होगा यदि (या जब) SAI परियोजनाएं विफल हो जाती हैं, बंद हो जाती हैं, या धन की कमी होती है। एक बार शुरू होने के बाद SAI परियोजनाओं की संभावित अनिश्चितकालीन आवश्यकता होती है, और समय के साथ कम प्रभावी हो सकता है. वायुमंडलीय सल्फेट इंजेक्शन के भौतिक प्रभाव में अम्लीय वर्षा की संभावना शामिल है। जैसा कि ज्वालामुखी विस्फोटों के साथ देखा गया है, सल्फेट कण दुनिया भर में यात्रा करते हैं और आमतौर पर ऐसे रसायनों से अप्रभावित क्षेत्रों में जमा हो सकता है, पारिस्थितिक तंत्र को बदलना और मिट्टी का पीएच बदलना। एयरोसोल सल्फेट का एक प्रस्तावित विकल्प कैल्शियम कार्बोनेट है, एक अणु जिसके समान प्रभाव होने की उम्मीद है लेकिन सल्फेट के रूप में कई दुष्प्रभाव नहीं हैं। हालाँकि, हाल के मॉडलिंग अध्ययन कैल्शियम कार्बोनेट का संकेत देते हैं ओजोन परत पर नकारात्मक प्रभाव पड़ सकता है. आने वाली धूप का प्रतिबिंब आगे इक्विटी चिंताएं पैदा करता है। कणों का निक्षेपण, जिनकी उत्पत्ति अज्ञात और संभावित वैश्विक है, वास्तविक या कथित असमानताएं पैदा कर सकते हैं जो भू-राजनीतिक तनावों को खराब कर सकते हैं। स्वीडन, नॉर्वे, फ़िनलैंड और रूस के स्वदेशी सामी लोगों के प्रतिनिधि निकाय, सामी काउंसिल के बाद स्वीडन में एक SAI परियोजना को 2021 में रोक दिया गया था, जिसने जलवायु में मानवीय हस्तक्षेप के बारे में चिंताओं को साझा किया था। परिषद के उपाध्यक्ष, आसा लार्सन ब्लाइंड ने कहा कि प्रकृति और इसकी प्रक्रियाओं का सम्मान करने के लिए सामी लोगों के मूल्य सीधे टकरा गए इस प्रकार के सोलर जियोइंजीनियरिंग के साथ।

सरफेस बेस्ड ब्राइटनिंग/अल्बेडो मॉडिफिकेशन का उद्देश्य पृथ्वी की परावर्तकता को बढ़ाना और वातावरण में रहने वाले सौर विकिरण की मात्रा को कम करना है। रसायन विज्ञान या आणविक विधियों का उपयोग करने के बजाय, सतह आधारित ब्राइटनिंग अल्बेडो को बढ़ाने का प्रयास करती है, या प्रतिबिंबिता, शहरी क्षेत्रों, सड़कों, कृषि भूमि, ध्रुवीय क्षेत्रों और महासागर में भौतिक परिवर्तनों के माध्यम से पृथ्वी की सतह की। इसमें सूर्य के प्रकाश को प्रतिबिंबित करने और पुनर्निर्देशित करने के लिए इन क्षेत्रों को परावर्तक सामग्री या पौधों के साथ कवर करना शामिल हो सकता है।

वादा:

सतह आधारित ब्राइटनिंग से स्थानीय आधार पर प्रत्यक्ष शीतलन गुणों की पेशकश की उम्मीद की जाती है - उसी तरह जैसे एक पेड़ की पत्तियाँ उसके नीचे की जमीन को छायादार बना सकती हैं। इस प्रकार की परियोजना को छोटे पैमाने पर लागू किया जा सकता है, यानी देश से देश या शहर से शहर। इसके अलावा, सतह आधारित ब्राइटनिंग मदद करने में सक्षम हो सकती है बढ़ी हुई गर्मी को उल्टा करें कई शहरों और शहरी केंद्रों का अनुभव होता है शहरी द्वीप ताप प्रभाव के परिणामस्वरूप।

धमकी:

सैद्धांतिक और वैचारिक स्तर पर, सतह आधारित ब्राइटनिंग ऐसा लगता है कि इसे जल्दी और कुशलता से लागू किया जा सकता है। हालांकि, अल्बेडो संशोधन पर शोध पतला रहता है और कई रिपोर्टें अज्ञात और गन्दा प्रभावों की संभावना का संकेत देती हैं। इस तरह के प्रयासों से वैश्विक समाधान की पेशकश की संभावना नहीं है, लेकिन सतह आधारित ब्राइटनिंग या अन्य सौर विकिरण प्रबंधन विधियों का असमान विकास हो सकता है संचलन या जल चक्र पर अवांछित और अप्रत्याशित वैश्विक प्रभाव। कुछ क्षेत्रों में सतह को उज्ज्वल करने से क्षेत्रीय तापमान में परिवर्तन हो सकता है और कणों की गति में परिवर्तन हो सकता है और समस्या समाप्त हो सकती है। इसके अलावा, सतह आधारित ब्राइटनिंग से स्थानीय या वैश्विक स्तर पर असमान विकास हो सकता है, जिससे बिजली की गतिकी में बदलाव की संभावना बढ़ जाती है।

मरीन क्लाउड ब्राइटनिंग (MCB) समुद्र के ऊपर निम्न-स्तर के बादलों को बीजने के लिए समुद्र के स्प्रे का उद्देश्यपूर्ण उपयोग करता है, जिससे एक के गठन को प्रोत्साहित किया जाता है। उज्जवल और घने बादल की परत. ये बादल विकिरण को वायुमंडल की ओर वापस परावर्तित करने के अलावा आने वाली विकिरण को नीचे भूमि या समुद्र तक पहुँचने से रोकते हैं।

वादा:

एमसीबी में क्षेत्रीय स्तर पर तापमान कम करने और प्रवाल विरंजन की घटनाओं को रोकने की क्षमता है। हाल ही में एक परियोजना के साथ अनुसंधान और शुरुआती परीक्षणों ने ऑस्ट्रेलिया में कुछ सफलता देखी है ग्रेट बैरियर रीफ में। अन्य अनुप्रयोगों में समुद्री बर्फ के पिघलने को रोकने के लिए ग्लेशियरों पर सीडिंग क्लाउड शामिल हो सकते हैं। वर्तमान में प्रस्तावित विधि समुद्र के समुद्री जल का उपयोग करती है, प्राकृतिक संसाधनों पर इसके प्रभाव को कम करती है और इसे दुनिया में कहीं भी किया जा सकता है।

धमकी:

एमसीबी की मानवीय समझ अत्यधिक अनिश्चित बनी हुई है। जो परीक्षण पूरे हो चुके हैं, वे सीमित और प्रायोगिक हैं वैश्विक या स्थानीय शासन के लिए बुला रहे शोधकर्ता उनकी रक्षा के लिए इन पारिस्थितिक तंत्रों में हेरफेर करने की नैतिकता पर। इनमें से कुछ अनिश्चितताओं में स्थानीय पारिस्थितिक तंत्र पर शीतलन और कम धूप के प्रत्यक्ष प्रभाव के साथ-साथ मानव स्वास्थ्य और बुनियादी ढांचे पर बढ़ते हवाई कणों के अज्ञात प्रभाव के बारे में प्रश्न शामिल हैं। इनमें से प्रत्येक एमसीबी समाधान की संरचना, परिनियोजन विधि और प्रत्याशित एमसीबी की मात्रा पर निर्भर करेगा। जैसे ही बीज वाले बादल जल चक्र के माध्यम से आगे बढ़ेंगे, पानी, नमक और अन्य अणु पृथ्वी पर लौट आएंगे। नमक जमा मानव आवास सहित निर्मित पर्यावरण को प्रभावित कर सकता है, तेजी से बिगड़ने से। ये निक्षेप मिट्टी की सामग्री को भी बदल सकते हैं, पोषक तत्वों को प्रभावित कर सकते हैं और पौधों के बढ़ने की क्षमता को प्रभावित कर सकते हैं। ये व्यापक चिंताएँ MCB के साथ अज्ञात की सतह को खरोंचती हैं।

जबकि SAI, अल्बेडो संशोधन, और MCB आने वाले सौर विकिरण को प्रतिबिंबित करने के लिए काम करते हैं, सिरस क्लाउड थिनिंग (CCT) आउटगोइंग रेडिएशन को बढ़ाता है। सिरस के बादल गर्मी को अवशोषित और परावर्तित करते हैं, विकिरण के रूप में, वापस पृथ्वी पर। साइरस क्लाउड थिनिंग का प्रस्ताव वैज्ञानिकों द्वारा इन बादलों द्वारा परावर्तित गर्मी को कम करने और अधिक गर्मी को वातावरण से बाहर निकलने की अनुमति देने के लिए दिया गया है, सैद्धांतिक रूप से तापमान कम हो रहा है। वैज्ञानिक इन बादलों को कम करने का अनुमान लगाते हैं बादलों पर कणों का छिड़काव उनके जीवनकाल और मोटाई को कम करने के लिए।

वादा:

सीसीटी वातावरण से बचने के लिए विकिरण की मात्रा बढ़ाकर वैश्विक तापमान को कम करने का वादा करता है। वर्तमान शोध इंगित करता है कि यह संशोधन जल चक्र को गति दे सकता है, बढ़ती वर्षा और सूखे से प्रभावित क्षेत्रों को लाभ। नए शोध आगे संकेत करते हैं कि तापमान में यह कमी मदद कर सकती है धीमी समुद्री बर्फ पिघलती है और ध्रुवीय बर्फ की चोटियों को बनाए रखने में सहायता करता है। 

धमकी: 

जलवायु परिवर्तन पर 2021 अंतर सरकारी पैनल (IPCC) की रिपोर्ट जलवायु परिवर्तन और भौतिक विज्ञान पर इंगित करती है कि सीसीटी अच्छी तरह से समझ में नहीं आता है. इस प्रकार के मौसम संशोधन से वर्षा के पैटर्न में बदलाव हो सकता है और पारिस्थितिक तंत्र और कृषि पर अज्ञात प्रभाव पड़ सकता है। सीसीटी के लिए वर्तमान में प्रस्तावित विधियों में बादलों पर सूक्ष्म कणों का छिड़काव करना शामिल है। जबकि एक निश्चित मात्रा में कणों के इंजेक्शन से बादलों को पतला करने में योगदान की उम्मीद है इसके बजाय बादलों को बो सकते हैं. ये बीज वाले बादल पतले होने और गर्मी छोड़ने के बजाय मोटे और ट्रैप हीट को समाप्त कर सकते हैं। 

अंतरिक्ष दर्पण एक और तरीका है जिसे शोधकर्ताओं ने आने वाली धूप को पुनर्निर्देशित और अवरुद्ध करने का प्रस्ताव दिया है। यह तरीका सुझाता है अत्यधिक परावर्तक वस्तुओं को रखना अंतरिक्ष में आने वाले सौर विकिरण को अवरुद्ध या प्रतिबिंबित करने के लिए।

वादा:

अंतरिक्ष दर्पण की अपेक्षा की जाती है विकिरण की मात्रा कम करें ग्रह तक पहुँचने से पहले इसे रोककर वातावरण में प्रवेश करना। इससे वातावरण में कम गर्मी प्रवेश करेगी और ग्रह ठंडा होगा।

धमकी:

अंतरिक्ष आधारित विधियाँ अत्यधिक सैद्धांतिक हैं और इनके साथ हैं a साहित्य की कमी और अनुभवजन्य डेटा। इस प्रकार की परियोजना के प्रभाव के बारे में अज्ञात कई शोधकर्ताओं द्वारा रखी गई चिंताओं का केवल एक हिस्सा है। अतिरिक्त चिंताओं में अंतरिक्ष परियोजनाओं की महंगी प्रकृति, पृथ्वी की सतह पर पहुंचने से पहले विकिरण को पुनर्निर्देशित करने का प्रत्यक्ष प्रभाव, समुद्री जानवरों के लिए स्टारलाईट को कम करने या हटाने का अप्रत्यक्ष प्रभाव शामिल है। खगोलीय नेविगेशन पर भरोसा करें, सामर्थ समाप्ति जोखिम, और अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष शासन की कमी।

एक बेहतर भविष्य की ओर आंदोलन?

ग्रहों के तापमान को कम करने के लिए सौर विकिरण को पुनर्निर्देशित करके, सौर विकिरण प्रबंधन समस्या को सीधे संबोधित करने के बजाय जलवायु परिवर्तन के एक लक्षण का उत्तर देने का प्रयास करता है। अध्ययन का यह क्षेत्र संभावित अनपेक्षित परिणामों से भरा हुआ है। यहां, एक जोखिम-जोखिम मूल्यांकन यह निर्धारित करने के लिए महत्वपूर्ण है कि क्या किसी परियोजना का जोखिम ग्रह के जोखिम के लायक है या किसी परियोजना को बड़े पैमाने पर लागू करने से पहले जलवायु परिवर्तन का जोखिम है। एसआरएम परियोजनाओं के लिए पूरे ग्रह को प्रभावित करने की क्षमता किसी भी जोखिम विश्लेषण की आवश्यकता को दर्शाती है जिसमें प्राकृतिक पर्यावरण के लिए जोखिम, भू-राजनीतिक तनावों के बढ़ने और बढ़ती वैश्विक असमानताओं पर प्रभाव शामिल है। किसी क्षेत्र, या पूरे ग्रह की जलवायु को बदलने की किसी भी योजना के साथ, परियोजनाओं को इक्विटी और हितधारक की भागीदारी पर ध्यान देना चाहिए।