Bolygói fényvédő: napsugárzás módosítása

A klímageomérnöki tervezés lebontása 3. rész

1. rész: Végtelen ismeretlenek
2. rész: Óceáni szén-dioxid eltávolítása
4. rész: Az etika, a méltányosság és az igazságosság mérlegelése

A Solar Radiation Modification (SRM) az éghajlati geomérnökség egyik formája, amelynek célja az űrbe visszaverődő napfény mennyiségének növelése – a bolygó felmelegedésének megfordítása érdekében. Ennek a reflexiós képességnek a növelése csökkenti a napfény mennyiségét, amely a légkörbe és a Föld felszínére jut, mesterségesen lehűtve a bolygót. 

A természetes rendszereken keresztül a Föld visszaveri és elnyeli a napfényt, hogy fenntartsa hőmérsékletét és klímáját, kölcsönhatásba lép a felhőkkel, a levegő részecskéivel, a vízzel és más felületekkel – beleértve az óceánt is. Jelenleg nincsenek javasolt természetes vagy fokozott természetes SRM projektek, így az SRM technológiák elsősorban a mechanikai és kémiai kategóriába tartoznak. Ezek a projektek elsősorban a Föld és a Nap közötti természetes kölcsönhatás megváltoztatására irányulnak. De a szárazföldet és az óceánt érő nap mennyiségének csökkentése megzavarhatja a közvetlen napfénytől függő természetes folyamatokat.

Javasolt mechanikai és vegyi SRM projektek

A Földnek van egy beépített rendszere, amely szabályozza a Napból érkező és kihunyó sugárzás mennyiségét. Ezt a fény és a hő visszaverésével és újraelosztásával teszi, ami segít a hőmérséklet szabályozásában. Az e rendszerek mechanikai és kémiai manipulálása iránti érdeklődés a részecskék kibocsátásától a sztratoszférikus aeroszol befecskendezésén át egészen az óceánhoz közeli vastagabb felhők kifejlesztéséig a tengeri felhők kivilágosodásáig terjed.

Sztratoszférikus aeroszol injekció (SAI) a levegőben szálló szulfát részecskék célzott kibocsátása a föld visszaverő képességének növelése érdekében, csökkentve a talajt érő napfény mennyiségét és a légkörben megrekedt hőt. Elméletileg a naptej használatához hasonlóan a szoláris geomérnöki tevékenység célja, hogy a napfény és a hő egy részét a légkörön kívülre terelje, csökkentve a felszínre jutó mennyiséget.

Az ígéret:

Ez a koncepció azokon a természeti jelenségeken alapul, amelyek intenzív vulkánkitörésekkel párhuzamosan fordulnak elő. 1991-ben a Fülöp-szigeteken a Pinatubo-hegy kitörése gázt és hamut lövellt a sztratoszférába, tömeges mennyiségű kén-dioxidot szétosztva. A szelek két éven keresztül mozgatták a kén-dioxidot a Föld körül, és a részecskék elnyelték és elegendő napfényt ver vissza ahhoz, hogy a globális hőmérsékletet 1 Fahrenheit-fokkal (0.6 Celsius-fokkal) csökkentse.

A fenyegetés:

Az ember által létrehozott SAI továbbra is erősen elméleti koncepció, kevés meggyőző vizsgálattal. Ezt a bizonytalanságot csak súlyosbítja az ismeretlenség, hogy mennyi ideig kell a befecskendezési projekteknek megvalósulnia, és mi történik, ha (vagy amikor) a SAI-projektek kudarcot vallanak, leállítanak vagy hiányzik a finanszírozás. A SAI-projekteknek potenciálisan határozatlan időre van szükségük, amint elkezdődnek, és idővel kevésbé hatékonyak lehetnek. A légköri szulfát-injekciók fizikai következményei közé tartozik a savas eső lehetősége. Ahogy a vulkánkitöréseknél is látható, a szulfát részecskék bejárják a világot és lerakódhatnak az ilyen vegyszerek által jellemzően nem érintett területeken, megváltoztatja az ökoszisztémákat és a talaj pH-ját. Az aeroszol-szulfát javasolt alternatívája a kalcium-karbonát, egy olyan molekula, amelynek várhatóan hasonló hatása van, de nem annyi mellékhatása, mint a szulfáté. A legújabb modellezési vizsgálatok azonban kalcium-karbonátot jeleznek negatívan befolyásolhatja az ózonréteget. A beérkező napfény visszaverődése további méltányossági aggályokat vet fel. Az ismeretlen eredetű és lehetséges globális részecskék lerakódása tényleges vagy vélt egyenlőtlenségeket idézhet elő, amelyek ronthatják a geopolitikai feszültségeket. Egy svédországi SAI-projektet 2021-ben felfüggesztettek, miután a Svédországban, Norvégiában, Finnországban és Oroszországban élő bennszülött számik képviselőtestülete, a Számi Tanács megosztotta aggodalmát az éghajlatba való emberi beavatkozással kapcsolatban. A Tanács alelnöke, Åsa Larsson Blind ezt nyilatkozta a számik értékrendje, hogy tisztelje a természetet és annak folyamatait, közvetlenül ütközött ezzel a fajta napelemes geomérnökséggel.

A Surface Based Brightening/Albedo Modification célja, hogy növelje a Föld visszaverő képességét és csökkentse a légkörben maradó napsugárzás mennyiségét. A kémia vagy a molekuláris módszerek alkalmazása helyett, a felület alapú világosítás az albedó növelésére törekszik, vagy a Föld felszínének visszaverődése a városi területek, utak, mezőgazdasági területek, sarkvidékek és az óceán fizikai változásai révén. Ez magában foglalhatja ezen területek fényvisszaverő anyagokkal vagy növényekkel való lefedését a napfény visszaverése és átirányítása érdekében.

Az ígéret:

A felületalapú világosítás várhatóan helyi alapon közvetlen hűtési tulajdonságokat kínál – hasonlóan ahhoz, ahogy a fa levelei árnyékolhatják a talajt alatta. Az ilyen típusú projektek kisebb léptékben, azaz országról országra vagy városról városra valósíthatók meg. Ezenkívül a felület alapú világosítás segíthet megfordítani a sok városban és városközpontban tapasztalt megnövekedett hőséget a városi sziget hőhatása következtében.

A fenyegetés:

Elméleti és fogalmi szinten úgy tűnik, hogy a felület alapú világosítás gyorsan és hatékonyan megvalósítható. Az albedómódosítással kapcsolatos kutatások azonban továbbra is csekélyek, és sok jelentés ismeretlen és zavaros hatások lehetőségére utal. Nem valószínű, hogy az ilyen erőfeszítések globális megoldást kínálnak, de a felületalapú világosítás vagy más napsugárzás-kezelési módszerek egyenetlen fejlődése okozhatja. nem kívánt és előre nem látható globális hatások a keringésre vagy a víz körforgására. A felület világosítása bizonyos területeken megváltoztathatja a regionális hőmérsékletet, és megváltoztathatja a részecskék és anyagok mozgását a problémás végekre. Ezen túlmenően a felület alapú világosítás lokális vagy globális léptékben egyenlőtlen fejlődést idézhet elő, növelve az erődinamika eltolódásának lehetőségét.

A Marine Cloud Brightening (MCB) a tengeri permetet célirányosan használja fel, hogy alacsony szintű felhőket ültessen az óceán fölé, ösztönözve a felhők kialakulását. világosabb és vastagabb felhőréteg. Ezek a felhők megakadályozzák, hogy a bejövő sugárzás elérje a szárazföldet vagy a tengert, amellett, hogy visszaverik a sugárzást a légkör felé.

Az ígéret:

Az MCB képes csökkenteni a hőmérsékletet regionális szinten, és megakadályozni a korallok kifehéredését. A kutatás és a korai tesztek némi sikert értek el Ausztráliában, egy közelmúltbeli projekttel a Nagy Korallzátonynál. Más alkalmazások közé tartozhat a felhők gleccserek fölé vetése a tengeri jég olvadásának megállítására. A jelenleg javasolt módszer óceáni tengervizet használ, csökkentve annak természeti erőforrásokra gyakorolt ​​hatását, és a világ bármely pontján alkalmazható.

A fenyegetés:

Az MCB emberi megértése továbbra is nagyon bizonytalan. A befejezett tesztek korlátozottak és kísérleti jellegűek globális vagy helyi kormányzást szorgalmazó kutatók ezeknek az ökoszisztémáknak a védelme érdekében történő manipulálásának etikájáról. Néhány ilyen bizonytalanság magában foglalja a hűtés és a csökkent napfény közvetlen hatását a helyi ökoszisztémákra, valamint a megnövekedett levegőben lévő részecskék emberi egészségre és infrastruktúrára gyakorolt ​​ismeretlen hatását. Ezek mindegyike az MCB-megoldás felépítésétől, a telepítési módszertől és az MCB várható mennyiségétől függ. Ahogy a magvas felhők áthaladnak a víz körforgásán, a víz, a só és más molekulák visszatérnek a földre. A sólerakódások hatással lehetnek az épített környezetre, beleértve az emberi lakhatást is, az állapotromlás felgyorsításával. Ezek a lerakódások a talaj tartalmát is megváltoztathatják, befolyásolva a tápanyagokat és a növények növekedési képességét. Ezek a széles körű aggodalmak az MCB-vel kísért ismeretlenek felszínét karcolják.

Míg a SAI, az albedómódosítás és az MCB a bejövő napsugárzás visszaverésén dolgoznak, a Cirrus Cloud Thinning (CCT) a növekvő kimenő sugárzást vizsgálja. A pehelyfelhők elnyelik és visszaverik a hőt, sugárzás formájában, vissza a földre. A tudósok a cirrus felhők elvékonyodását javasolták, hogy csökkentsék a felhők által visszavert hőt, és több hő távozzon a légkörből, elméletileg csökkentve a hőmérsékletet. A tudósok arra számítanak, hogy ezek a felhők elvékonyodnak részecskékkel permetezve a felhőket élettartamuk és vastagságuk csökkentése érdekében.

Az ígéret:

A CCT a globális hőmérséklet csökkentését ígéri azáltal, hogy növeli a légkörből kikerülő sugárzás mennyiségét. A jelenlegi kutatások azt mutatják, hogy ez módosítása felgyorsíthatja a víz körforgását, növeli a csapadék mennyiségét és a szárazságra hajlamos területeket. Az új kutatások azt mutatják, hogy ez a hőmérséklet-csökkenés segíthet lassan olvad a tengeri jég és segít a sarki jégsapkák fenntartásában. 

A fenyegetés: 

Az éghajlatváltozással foglalkozó kormányközi testület (IPCC) 2021-es jelentése az éghajlatváltozásról és a fizikai tudományokról hogy a CCT nem jól érthető. Az ilyen típusú időjárás-módosítás megváltoztathatja a csapadékmintákat, és ismeretlen hatásokat okozhat az ökoszisztémákban és a mezőgazdaságban. A CCT jelenleg javasolt módszerei közé tartozik a felhők porlasztása szemcsékkel. Míg bizonyos mennyiségű részecskék várhatóan hozzájárulnak a felhők elvékonyodásához, a részecskék túlzott befecskendezése helyette a felhőket vethetik el. Ezek a magvas felhők vastagabbá válhatnak, és felfoghatják a hőt, ahelyett, hogy elvékonyodnának és hőt bocsátanának ki. 

Űrtükrök egy másik módszer, amelyet a kutatók javasoltak a beérkező napfény átirányítására és blokkolására. Ez a módszer azt sugallja erősen tükröződő tárgyak elhelyezése térben, hogy blokkolja vagy tükrözze a beérkező napsugárzást.

Az ígéret:

Space tükrök várhatóan csökkenti a sugárzás mennyiségét úgy lép be a légkörbe, hogy megállítja, mielőtt elérné a bolygót. Ez azt eredményezné, hogy kevesebb hő jut be a légkörbe, és lehűti a bolygót.

A fenyegetés:

Az űralapú módszerek erősen elméletiek, és a irodalom hiánya és empirikus adatok. Az ilyen típusú projektek hatásával kapcsolatos ismeretlen tények csak egy részét képezik sok kutató aggályainak. További aggodalomra ad okot az űrprojektek költséges jellege, a sugárzásnak a földfelszín elérése előtti átirányításának közvetlen hatása, valamint a csillagfény csökkentésének vagy eltávolításának közvetett hatása a tengeri állatokra. hagyatkozzon az égi navigációra, a potenciál felmondási kockázatés a nemzetközi űrirányítás hiánya.

Mozgás egy hűvösebb jövő felé?

A napsugárzás átirányításával a bolygók hőmérsékletének csökkentésére, A napsugárzás kezelése a klímaváltozás egyik tünetére próbál választ adni, nem pedig a probléma megoldására. Ez a kutatási terület tele van potenciális nem kívánt következményekkel. Itt a kockázat-kockázat értékelés döntő fontosságú annak meghatározásához, hogy egy projekt kockázata megéri-e a bolygó kockázatát vagy az éghajlatváltozás kockázatát, mielőtt bármilyen nagyszabású projektet végrehajtana. Az SRM projektek potenciális hatása az egész bolygóra azt mutatja, hogy minden kockázatelemzésnek figyelembe kell vennie a természeti környezet kockázatát, a geopolitikai feszültségek súlyosbodását és a növekvő globális egyenlőtlenségekre gyakorolt ​​hatást. Minden olyan tervnél, amely egy régió vagy a bolygó egészének éghajlatának megváltoztatására irányul, a projekteknek a méltányosság és az érdekelt felek bevonásának szempontjait kell a középpontba helyezniük.