Planetarna zaštita od sunca: Modifikacija sunčevog zračenja

Razbijanje klimatskog geoinženjeringa, 3. dio

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

Modifikacija sunčevog zračenja (SRM) je oblik klimatskog geoinženjeringa koji ima za cilj povećati količinu sunčeve svjetlosti koja se odbija natrag u svemir – kako bi se preokrenulo zagrijavanje planeta. Povećanje ove refleksije smanjuje količinu sunčeve svjetlosti koja dolazi do atmosfere i površine Zemlje, umjetno hladeći planet. 

Kroz prirodne sustave, Zemlja reflektira i apsorbira sunčevu svjetlost kako bi održala svoju temperaturu i klimu, u interakciji s oblacima, česticama u zraku, vodom i drugim površinama – uključujući ocean. Trenutno, ne postoje predloženi prirodni ili poboljšani prirodni SRM projekti, tako da SRM tehnologije prvenstveno spadaju u mehaničku i kemijsku kategoriju. Ovi projekti uglavnom nastoje promijeniti prirodnu interakciju Zemlje i Sunca. No, smanjenje količine sunca koje dopire do kopna i oceana ima potencijal poremetiti prirodne procese koji ovise o izravnoj sunčevoj svjetlosti.

Predloženi mehanički i kemijski SRM projekti

Zemlja ima ugrađeni sustav koji kontrolira količinu sunčevog zračenja koje ulazi i izlazi. To čini reflektiranjem i redistribucijom svjetla i topline, što pomaže u regulaciji temperature. Zanimanje za mehaničku i kemijsku manipulaciju ovim sustavima kreće se od otpuštanja čestica ubrizgavanjem aerosola u stratosferu do razvijanja gušćih oblaka u blizini oceana kroz posvjetljivanje morskih oblaka.

Ubrizgavanje aerosola u stratosferu (SAI) je ciljano oslobađanje čestica sulfata u zraku kako bi se povećala refleksija zemlje, smanjujući količinu sunčeve svjetlosti koja dopire do tla i topline zarobljene u atmosferi. Teoretski slično korištenju zaštite od sunca, solarni geoinženjering ima za cilj preusmjeriti dio sunčeve svjetlosti i topline izvan atmosfere, smanjujući količinu koja dopire do površine.

Obećanje:

Ovaj se koncept temelji na prirodnim fenomenima koji se javljaju u tandemu s intenzivnim vulkanskim erupcijama. Godine 1991. erupcija planine Pinatubo na Filipinima izbacila je plin i pepeo u stratosferu, raspoređujući masovne količine sumpornog dioksida. Vjetrovi su dvije godine prenosili sumporni dioksid oko svijeta, a čestice su apsorbirale i reflektira dovoljno sunčeve svjetlosti da smanji globalnu temperaturu za 1 stupanj Fahrenheita (0.6 stupnjeva Celzija).

Prijetnja:

VRI koju su stvorili ljudi ostaje visoko teorijski koncept s nekoliko konačnih studija. Ovu neizvjesnost samo pogoršavaju nepoznanice o tome koliko dugo bi projekti ubrizgavanja trebali trajati i što se događa ako (ili kada) SAI projekti propadnu, obustave se ili im nedostaje sredstava. Projekti SAI imaju potencijalno neodređenu potrebu nakon što započnu, i s vremenom mogu postati manje učinkoviti. Fizičke posljedice ubrizgavanja sulfata u atmosferu uključuju mogućnost kisele kiše. Kao što se vidi kod vulkanskih erupcija, čestice sulfata putuju svijetom i mogu se taložiti u regijama koje takve kemikalije obično ne utječu, mijenjajući ekosustave i mijenjajući pH vrijednost tla. Predložena alternativa aerosol sulfatu je kalcijev karbonat, molekula za koju se očekuje da će imati sličan učinak, ali ne toliko nuspojava kao sulfat. Međutim, nedavne studije modeliranja ukazuju na kalcijev karbonat može negativno utjecati na ozonski omotač. Refleksija dolazne sunčeve svjetlosti predstavlja dodatnu zabrinutost u pogledu pravednosti. Taloženje čestica, čije je podrijetlo nepoznato i moguće globalno, može stvoriti stvarne ili percipirane razlike koje bi mogle pogoršati geopolitičke napetosti. Projekt SAI u Švedskoj stavljen je na pauzu 2021. nakon što je Saamijsko vijeće, predstavničko tijelo domorodačkog naroda Saami iz Švedske, Norveške, Finske i Rusije, izrazilo zabrinutost zbog ljudske intervencije u klimi. Izjavila je to potpredsjednica Vijeća Åsa Larsson Blind vrijednosti naroda Saami da poštuju prirodu i njezine procese izravno su se sukobile s ovom vrstom solarnog geoinženjeringa.

Surface Based Brightening/Albedo Modification ima za cilj povećati reflektivnost Zemlje i smanjiti količinu sunčevog zračenja koje ostaje u atmosferi. Umjesto korištenja kemije ili molekularnih metoda, površinsko posvjetljivanje nastoji povećati albedo, ili refleksija, zemljine površine kroz fizičke promjene urbanih područja, cesta, poljoprivrednog zemljišta, polarnih područja i oceana. To može uključivati ​​pokrivanje tih područja reflektirajućim materijalima ili biljkama koje reflektiraju i preusmjeravaju sunčevu svjetlost.

Obećanje:

Očekuje se da će površinsko posvjetljivanje ponuditi svojstva izravnog hlađenja na lokalnoj osnovi – slično kao što lišće drveta može zasjeniti tlo ispod sebe. Ova vrsta projekta može se provoditi u manjim razmjerima, tj. država do zemlje ili grad do grada. Osim toga, površinsko posvjetljivanje može pomoći preokrenuti povećanu toplinu koju doživljavaju mnogi gradovi i urbana središta kao rezultat urbanog otočnog toplinskog učinka.

Prijetnja:

Na teorijskoj i konceptualnoj razini, čini se da bi se površinsko posvjetljivanje moglo implementirati brzo i učinkovito. Međutim, istraživanja o modificiranju albeda i dalje su slaba i mnoga izvješća ukazuju na potencijal nepoznatih i neurednih učinaka. Takvi napori vjerojatno neće ponuditi globalno rješenje, ali neravnomjeran razvoj površinskog posvjetljivanja ili drugih metoda upravljanja sunčevim zračenjem mogao bi imati neželjeni i nepredviđeni globalni učinci na cirkulaciju ili vodeni ciklus. Posvjetljivanje površine u određenim regijama može promijeniti regionalne temperature i promijeniti kretanje čestica i tvari u problematične svrhe. Osim toga, površinsko posvjetljivanje može uzrokovati neravnopravan razvoj na lokalnoj ili globalnoj razini, povećavajući potencijal za promjenu dinamike snage.

Posvjetljivanje morskih oblaka (MCB) namjerno koristi morski sprej za širenje niskih oblaka iznad oceana, potičući stvaranje svjetliji i deblji sloj oblaka. Ti oblaci sprječavaju dolazno zračenje da dopre do kopna ili mora, osim što odbijaju zračenje natrag prema atmosferi.

Obećanje:

MCB ima potencijal sniziti temperature na regionalnoj razini i spriječiti događaje izbjeljivanja koralja. Istraživanja i rani testovi postigli su određeni uspjeh u Australiji, s nedavnim projektom na Velikom koraljnom grebenu. Ostale primjene mogle bi uključivati ​​sijanje oblaka iznad ledenjaka kako bi se zaustavilo topljenje morskog leda. Trenutačno predložena metoda koristi oceansku morsku vodu, smanjujući njezin utjecaj na prirodne resurse i može se provoditi bilo gdje u svijetu.

Prijetnja:

Ljudsko razumijevanje MCB-a ostaje vrlo neizvjesno. Testovi koji su dovršeni su ograničeni i eksperimentalni, sa istraživači koji pozivaju na globalno ili lokalno upravljanje o etici manipuliranja tim ekosustavima u svrhu njihove zaštite. Neke od tih nejasnoća uključuju pitanja o izravnom učinku hlađenja i smanjene sunčeve svjetlosti na lokalne ekosustave, kao i nepoznati učinak povećanih čestica u zraku na ljudsko zdravlje i infrastrukturu. Svaki od njih ovisit će o sastavu MCB rješenja, metodi postavljanja i količini predviđene MCB. Kako se zasijani oblaci kreću kroz vodeni ciklus, voda, sol i druge molekule vratit će se na zemlju. Naslage soli mogu utjecati na izgrađeni okoliš, uključujući stanovanje ljudi, ubrzavanjem propadanja. Ove naslage također mogu promijeniti sadržaj tla, utječući na hranjive tvari i sposobnost biljaka da rastu. Ova široka pitanja zagrebu površinu nepoznanica praćenih MCB-om.

Dok SAI, modifikacija albeda i MCB rade na odbijanju ulaznog sunčevog zračenja, Cirrus Cloud Thinning (CCT) gleda na povećanje izlaznog zračenja. Cirrusi upijaju i reflektiraju toplinu, u obliku zračenja, natrag na zemlju. Cirrus Cloud Thinning su predložili znanstvenici kako bi se smanjila toplina koju reflektiraju ti oblaci i omogućilo da više topline izađe iz atmosfere, teoretski smanjujući temperature. Znanstvenici predviđaju da će se ti oblaci razrijediti za prskajući oblake česticama kako bi se smanjio njihov životni vijek i debljina.

Obećanje:

CCT obećava smanjenje globalne temperature povećanjem količine radijacije koja izlazi iz atmosfere. Sadašnja istraživanja pokazuju da ovo modifikacija može ubrzati ciklus vode, povećanje oborina i korist za područja sklona suši. Nova istraživanja dalje pokazuju da ovo smanjenje temperature može pomoći sporo topljenje morskog leda i pomoć u održavanju polarnih ledenih kapa. 

Prijetnja: 

Izvješće Međuvladinog panela o klimatskim promjenama (IPCC) iz 2021. o klimatskim promjenama i fizičkim znanostima navodi taj CCT nije dobro shvaćen. Promjena vremena ove vrste može promijeniti obrasce padalina i uzrokovati nepoznate utjecaje na ekosustave i poljoprivredu. Trenutno predložene metode za CCT uključuju prskanje oblaka česticama. Iako se očekuje da određena količina čestica pridonese stanjivanju oblaka, prekomjerno ubrizgavanje čestica umjesto toga može zasijati oblake. Ti zasijani oblaci mogu završiti deblji i zadržati toplinu, umjesto da postanu tanji i otpuštaju toplinu. 

Svemirska ogledala su još jedna metoda koju su istraživači predložili za preusmjeravanje i blokiranje dolazne sunčeve svjetlosti. Ova metoda predlaže postavljanje visoko reflektirajućih objekata u svemiru kako bi blokirali ili reflektirali dolazno sunčevo zračenje.

Obećanje:

Predviđa se da svemirska zrcala smanjiti količinu zračenja ulazeći u atmosferu zaustavljajući je prije nego što stigne do planeta. To bi rezultiralo ulaskom manje topline u atmosferu i hlađenjem planeta.

Prijetnja:

Metode temeljene na svemiru visoko su teoretske i popraćene su a nedostatak literature i empirijski podaci. Nepoznato o utjecaju ove vrste projekta samo je jedan dio zabrinutosti mnogih istraživača. Dodatna zabrinutost uključuje skupu prirodu svemirskih projekata, izravan utjecaj preusmjeravanja zračenja prije nego što stigne do zemljine površine, neizravan utjecaj smanjenja ili uklanjanja svjetla zvijezda za morske životinje koje oslanjati se na nebesku navigaciju, potencijal rizik prekidai nedostatak međunarodnog upravljanja svemirom.

Kretanje prema hladnijoj budućnosti?

Preusmjeravanjem sunčevog zračenja na smanjenje planetarne temperature, Upravljanje sunčevim zračenjem pokušava odgovoriti na simptome klimatskih promjena umjesto da se direktno bavi problemom. Ovo područje proučavanja prepuno je potencijalnih neželjenih posljedica. Ovdje je procjena rizika-rizika ključna kako bi se utvrdilo je li rizik projekta vrijedan rizika za planet ili rizika klimatskih promjena prije implementacije bilo kojeg projekta u velikim razmjerima. Potencijal da projekti SRM-a utječu na cijeli planet pokazuje potrebu da svaka analiza rizika uključi razmatranje rizika za prirodni okoliš, pogoršanje geopolitičkih napetosti i utjecaj na povećanje globalne nejednakosti. S bilo kojim planom za promjenu klime regije ili planeta u cjelini, projekti moraju usredotočiti razmatranja jednakosti i uključenosti dionika.