Plánetu sólarvörn: Breyting á sólargeislun

Breaking Down Climate Geoengineering Part 3

Part 1: Endalaus óþekkt
Hluti 2: Fjarlæging koltvísýrings í hafinu
Hluti 4: Að huga að siðfræði, jöfnuði og réttlæti

Sólargeislunarbreytingar (SRM) er tegund af loftslagsverkfræði sem miðar að því að auka magn sólarljóss sem endurkastast aftur út í geiminn - til að snúa við hlýnun plánetunnar. Með því að auka þessa endurskinsgetu minnkar magn sólarljóss sem kemst í andrúmsloftið og yfirborð jarðar og kælir plánetuna tilbúna. 

Í gegnum náttúruleg kerfi endurkastar jörðin og dregur í sig sólarljós til að viðhalda hitastigi og loftslagi og hefur samskipti við ský, loftborna agnir, vatn og aðra yfirborð - þar á meðal hafið. Eins og er, það eru engin fyrirhuguð náttúruleg eða endurbætt náttúruleg SRM verkefni, svo SRM tækni fellur fyrst og fremst í vélrænni og efnafræðilegan flokk. Þessi verkefni leitast aðallega við að breyta náttúrulegu samspili jarðar við sólina. En að minnka magn sólar sem berst til lands og hafs getur truflað náttúruleg ferli sem eru háð beinu sólarljósi.

Fyrirhuguð vélræn og efnafræðileg SRM verkefni

Jörðin er með innbyggt kerfi sem stjórnar magni geislunar frá sólinni sem kemur inn og fer út. Það gerir þetta með því að endurspegla og endurdreifa ljósinu og hitanum, sem hjálpar til við að stilla hitastigið. Áhugi á vélrænni og efnafræðilegri meðhöndlun á þessum kerfum er allt frá því að losa agnir með inndælingu í heiðhvolfi úðabrúsa til að þróa þykkari ský nálægt sjónum með skýjöfnun sjávar.

Stratospheric Aerosol Injection (SAI) er markviss losun á loftbornum súlfatögnum til að auka endurkastsgetu jarðar, draga úr magni sólarljóss sem berst til jarðar og hita sem er fastur í andrúmsloftinu. Fræðilega svipað og að nota sólarvörn, miðar sólargeoverkfræði að því að beina sólarljósi og hita út fyrir andrúmsloftið og draga úr því magni sem nær yfirborðinu.

Loforðið:

Þetta hugtak er byggt á náttúrufyrirbærum sem eiga sér stað samhliða miklum eldgosum. Árið 1991 spúði eldgosinu í Pinatubo-fjalli á Filippseyjum gasi og ösku út í heiðhvolfið og dreifði massa magni af brennisteinsdíoxíði. Vindar fluttu brennisteinsdíoxíðið um hnöttinn í tvö ár og agnirnar tóku til sín og endurkastaði nægu sólarljósi til að lækka hitastig jarðar um 1 gráðu Fahrenheit (0.6 gráður á Celsíus).

Ógnin:

Mannskapað SAI er enn mjög fræðilegt hugtak með fáum óyggjandi rannsóknum. Þessi óvissa er aðeins aukin af óþekktum upplýsingum um hversu lengi innspýtingarverkefni þyrftu að eiga sér stað og hvað gerist ef (eða þegar) SAI verkefni mistakast, er hætt eða skortir fjármagn. SAI verkefni hafa hugsanlega óákveðna þörf þegar þau hefjast, og getur orðið minna áhrifaríkt með tímanum. Líkamleg áhrif á súlfatinndælingar í andrúmsloftinu eru mögulega súrt regn. Eins og sést við eldgos ferðast súlfatagnirnar um heiminn og geta komið fyrir á svæðum sem eru venjulega ekki fyrir áhrifum af slíkum efnum, breyta vistkerfum og breyta pH jarðvegs. Fyrirhugaður valkostur við úðabrúsa súlfat er kalsíumkarbónat, sameind sem búist er við að hafi svipuð áhrif en ekki eins margar aukaverkanir og súlfat. Hins vegar benda nýlegar líkanarannsóknir til kalsíumkarbónats getur haft neikvæð áhrif á ósonlagið. Endurspeglun komandi sólarljóss veldur frekari áhyggjum um eigið fé. Útfelling agna, sem uppruni er óþekktur og hugsanlegur á heimsvísu, getur skapað raunverulegt eða skynjað misræmi sem gæti aukið landfræðilega spennu. SAI verkefni í Svíþjóð var sett í hlé árið 2021 eftir að Samaráðið, fulltrúaráð frumbyggja Sama í Svíþjóð, Noregi, Finnlandi og Rússlandi, deildi áhyggjum af afskiptum manna af loftslagi. Varaforseti ráðsins, Åsa Larsson Blind, sagði það gildi Sama um að bera virðingu fyrir náttúrunni og ferlum hennar stanguðust beinlínis á með þessa tegund af sólargeoverkfræði.

Surface Based Brightening/Albedo Modification miðar að því að auka endurkastsgetu jarðar og minnka magn sólargeislunar sem verður eftir í andrúmsloftinu. Frekar en að nota efnafræði eða sameindaaðferðir, yfirborðsbundin bjartsýni leitast við að auka albedo, eða endurspeglun, yfirborðs jarðar með líkamlegum breytingum á þéttbýli, vegum, ræktuðu landi, heimskautasvæðum og hafinu. Þetta getur falið í sér að hylja þessi svæði með endurskinsefni eða plöntum til að endurkasta og beina sólarljósi.

Loforðið:

Gert er ráð fyrir að yfirborðsbundin bjartsýni bjóði upp á beinan kælandi eiginleika á staðbundnum grundvelli - svipað og lauf trés geta skyggt á jörðina undir því. Verkefni af þessu tagi geta verið framkvæmd á smærri skala, þ.e. land til lands eða borg til borgar. Að auki gæti yfirborðsbundin bjartsýni hjálpað snúa við auknum hita sem margar borgir og þéttbýli upplifa vegna hitaáhrifa borgareyjanna.

Ógnin:

Á fræðilegu og hugmyndalegu stigi virðist yfirborðsbundin bjartsýni vera hægt að innleiða fljótt og skilvirkt. Hins vegar eru rannsóknir á albedo breytingum enn þunnar og margar skýrslur benda til möguleika á óþekktum og sóðalegum áhrifum. Ólíklegt er að slík viðleitni bjóði upp á alþjóðlega lausn, en ójöfn þróun yfirborðsbundinnar bjartunar eða annarra aðferða við stjórnun sólargeislunar gæti haft óæskileg og ófyrirséð hnattræn áhrif á hringrás eða hringrás vatns. Bjartari yfirborð á ákveðnum svæðum getur breytt svæðishitastigi og breytt hreyfingu agna og efnis í erfiða enda. Að auki getur yfirborðsbundin bjartsýni valdið ójöfnuði þróun á staðbundnum eða alþjóðlegum mælikvarða, sem eykur möguleikana á að breyta kraftvirkni.

Marine Cloud Brightening (MCB) notar markvisst sjávarúða til að sá lágstigsský yfir hafið, sem hvetur til myndun bjartara og þykkara skýjalag. Þessi ský koma í veg fyrir að komandi geislun berist til lands eða sjávar fyrir neðan auk þess að endurkasta geisluninni aftur í átt að andrúmsloftinu.

Loforðið:

MCB hefur tilhneigingu til að lækka hitastig á svæðisbundnum mælikvarða og koma í veg fyrir kóralbleikingu. Rannsóknir og snemma prófanir hafa skilað nokkrum árangri í Ástralíu, með nýlegu verkefni við Kóralrifið mikla. Önnur forrit gætu falið í sér að sá ský yfir jökla til að stöðva bráðnun hafíss. Aðferðin sem nú er lögð til notar sjó, dregur úr áhrifum þess á náttúruauðlindir og gæti verið framkvæmd hvar sem er í heiminum.

Ógnin:

Skilningur manna á MCB er enn mjög óviss. Prófunum sem lokið hefur verið er takmarkað og tilraunakennt, með vísindamenn sem kalla eftir hnattrænum eða staðbundnum stjórnarháttum um siðferði þess að hagræða þessum vistkerfum í þeim tilgangi að vernda þau. Sum þessara óvissuþátta fela í sér spurningar um bein áhrif kólnunar og minnkaðs sólarljóss á staðbundin vistkerfi, sem og óþekkt áhrif aukinnar loftborinna agna á heilsu manna og innviði. Hvert af þessu myndi ráðast af samsetningu MCB lausnarinnar, dreifingaraðferðinni og magni MCB sem búist er við. Þegar skýin sem sáð er fara í gegnum hringrás vatnsins munu vatnið, saltið og aðrar sameindir snúa aftur til jarðar. Saltútfellingar geta haft áhrif á byggt umhverfi, þar með talið húsnæði manna, með því að flýta fyrir hnignun. Þessar útfellingar geta einnig breytt jarðvegsinnihaldi, haft áhrif á næringarefni og getu plantna til að vaxa. Þessar víðtæku áhyggjur klóra yfirborð hins óþekkta ásamt MCB.

Á meðan SAI, albedo breyting og MCB vinna að því að endurspegla komandi sólargeislun, lítur Cirrus Cloud Thinning (CCT) á aukningu frá útgeislun. Cirrus ský gleypa og endurkasta hita, í formi geislunar, aftur til jarðar. Vísindamenn hafa lagt til að skýjaþynning Cirrus skýjist til að draga úr hitanum sem endurspeglast af þessum skýjum og leyfa meiri hita að fara út úr andrúmsloftinu, fræðilega lækkandi hitastig. Vísindamenn gera ráð fyrir að þynna út þessi ský með því úða skýjunum með ögnum til að draga úr líftíma þeirra og þykkt.

Loforðið:

CCT lofar að lækka hitastig jarðar með því að auka magn geislunar til að komast út úr andrúmsloftinu. Núverandi rannsóknir benda til þess breyting getur flýtt fyrir hringrás vatnsins, vaxandi úrkoma og hagnast á þurrkasvæðum. Nýjar rannsóknir benda ennfremur til þess að þessi lækkun hitastigs geti hjálpað hægfara bráðnun hafíss og aðstoð við að viðhalda íshettunum. 

Ógnin: 

Skýrsla 2021 milliríkjanefndarinnar um loftslagsbreytingar (IPCC) um loftslagsbreytingar og raunvísindi að CCT sé ekki vel skilið. Veðurbreytingar af þessu tagi geta breytt úrkomumynstri og valdið óþekktum áhrifum á vistkerfi og landbúnað. Núverandi fyrirhugaðar aðferðir fyrir CCT fela í sér að úða skýjunum með svifryki. Þó að gert sé ráð fyrir að ákveðið magn agna stuðli að því að þynna skýin, yfir inndælingu agna gæti sáð skýin í staðinn. Þessi fræ sem skýin geta endað þykkari og fanga hita, frekar en að verða þynnri og gefa frá sér hita. 

Space Speglar eru önnur aðferð sem vísindamenn hafa lagt til að beina og loka sólarljósi sem berast. Þessi aðferð bendir til setja mjög endurkastandi hluti í geimnum til að loka fyrir eða endurkasta komandi sólargeislun.

Loforðið:

Gert er ráð fyrir geimspeglum minnka magn geislunar fara inn í lofthjúpinn með því að stöðva hann áður en hann nær plánetunni. Þetta myndi leiða til þess að minni hiti komist inn í andrúmsloftið og kælir plánetuna.

Ógnin:

Aðferðir sem byggja á rými eru mjög fræðilegar og þeim fylgja a skortur á bókmenntum og reynslugögn. Óþekkt áhrif þessarar tegundar framkvæmda er aðeins einn hluti af áhyggjum margra vísindamanna. Önnur áhyggjuefni eru kostnaðarsamur eðli geimverkefna, bein áhrif þess að beina geislun áður en hún nær yfirborði jarðar, óbein áhrif þess að draga úr eða fjarlægja stjörnuljós fyrir sjávardýr sem treysta á siglingar á himnum, möguleikanum uppsagnaráhætta, og skortur á alþjóðlegri geimstjórn.

Hreyfing í átt að svalari framtíð?

Með því að beina sólargeislun til að lækka hitastig reikistjarna, stjórnun sólargeislunar reynir að svara einkennum loftslagsbreytinga frekar en að takast á við vandann. Þetta fræðasvið er fullt af hugsanlegum óviljandi afleiðingum. Hér er áhættu-áhættumat mikilvægt til að ákvarða hvort áhætta verkefnis sé áhættunnar virði fyrir plánetuna eða hættuna á loftslagsbreytingum áður en framkvæmdir eru framkvæmdar í stórum stíl. Möguleikinn á að SRM-verkefni hafi áhrif á alla plánetuna sýnir nauðsyn þess að hvers kyns áhættugreining feli í sér tillit til áhættu fyrir náttúrulegt umhverfi, versnun á geopólitískri spennu og áhrifum á vaxandi ójöfnuð á heimsvísu. Með hvaða áætlun sem er um að breyta loftslagi svæðis, eða plánetunnar í heild, verða verkefni að miðast við jöfnuð og þátttöku hagsmunaaðila.