Protezione solare planetaria: modifica della radiazione solare

Scomporre la geoingegneria climatica Parte 3

Parte 1: infinite incognite
Parte 2: rimozione dell'anidride carbonica nell'oceano
Parte 4: Considerare l'etica, l'equità e la giustizia

La modifica della radiazione solare (SRM) è una forma di geoingegneria climatica che mira ad aumentare la quantità di luce solare riflessa nello spazio, per invertire il riscaldamento del pianeta. L'aumento di questa riflettività diminuisce la quantità di luce solare che raggiunge l'atmosfera e la superficie terrestre, raffreddando artificialmente il pianeta. 

Attraverso i sistemi naturali, la Terra riflette e assorbe la luce solare per mantenere la sua temperatura e il suo clima, interagendo con le nuvole, le particelle sospese nell'aria, l'acqua e altre superfici, incluso l'oceano. Attualmente, non ci sono proposte di progetti SRM naturali o migliorati naturali, quindi le tecnologie SRM rientrano principalmente nella categoria meccanica e chimica. Questi progetti cercano principalmente di alterare l'interazione naturale della Terra con il sole. Tuttavia, la diminuzione della quantità di sole che raggiunge la terra e l'oceano ha il potenziale per sconvolgere i processi naturali che dipendono dalla luce solare diretta.

Proposte di progetti SRM meccanici e chimici

La Terra ha un sistema integrato che controlla la quantità di radiazione solare che entra ed esce. Lo fa riflettendo e ridistribuendo la luce e il calore, che aiuta a regolare la temperatura. L'interesse per la manipolazione meccanica e chimica di questi sistemi va dal rilascio di particelle attraverso l'iniezione di aerosol stratosferico allo sviluppo di nuvole più spesse vicino all'oceano attraverso l'illuminazione delle nuvole marine.

Iniezione di aerosol stratosferico (SAI) è il rilascio mirato di particelle di solfato nell'aria per aumentare la riflettività della terra, riducendo la quantità di luce solare che raggiunge il suolo e il calore intrappolato nell'atmosfera. Teoricamente simile all'utilizzo della protezione solare, la geoingegneria solare mira a reindirizzare parte della luce solare e del calore al di fuori dell'atmosfera, riducendo la quantità che raggiunge la superficie.

La promessa:

Questo concetto si basa sui fenomeni naturali che si verificano in tandem con intense eruzioni vulcaniche. Nel 1991, l'eruzione del Monte Pinatubo nelle Filippine ha espulso gas e cenere nella stratosfera, distribuendo enormi quantità di anidride solforosa. I venti hanno spostato l'anidride solforosa intorno al globo per due anni e le particelle l'hanno assorbita e riflette abbastanza luce solare per ridurre le temperature globali di 1 grado Fahrenheit (0.6 gradi Celsius).

La minaccia:

La SAI creata dall'uomo rimane un concetto altamente teorico con pochi studi conclusivi. Questa incertezza è solo aggravata dalle incognite su quanto tempo dovrebbero durare i progetti di iniezione e cosa succede se (o quando) i progetti SAI falliscono, vengono interrotti o mancano di finanziamenti. I progetti SAI hanno un bisogno potenzialmente indefinito una volta che iniziano, e può diventare meno efficace nel tempo. Le ripercussioni fisiche sulle iniezioni atmosferiche di solfato includono il potenziale di piogge acide. Come visto con le eruzioni vulcaniche, le particelle di solfato viaggiano in tutto il mondo e può depositarsi in regioni tipicamente non interessate da tali sostanze chimiche, alterando gli ecosistemi e modificando il pH del suolo. Un'alternativa proposta al solfato aerosol è il carbonato di calcio, una molecola che dovrebbe avere un impatto simile ma non tanti effetti collaterali come il solfato. Tuttavia, recenti studi di modellazione indicano il carbonato di calcio può avere un impatto negativo sullo strato di ozono. Il riflesso della luce solare in arrivo pone ulteriori problemi di equità. La deposizione di particelle, la cui origine è sconosciuta e possibile globale, può creare disparità reali o percepite che potrebbero aggravare le tensioni geopolitiche. Un progetto SAI in Svezia è stato sospeso nel 2021 dopo che il Saami Council, un organo rappresentativo degli indigeni Saami di Svezia, Norvegia, Finlandia e Russia, ha condiviso le preoccupazioni sull'intervento umano nel clima. Lo ha dichiarato il vicepresidente del Consiglio, Åsa Larsson Blind i valori del popolo Saami per il rispetto della natura e dei suoi processi si sono scontrati direttamente con questo tipo di geoingegneria solare.

Surface Based Brightening/Albedo Modification mira ad aumentare la riflettività della terra e diminuire la quantità di radiazione solare che rimane nell'atmosfera. Piuttosto che usare metodi chimici o molecolari, lo schiarimento basato sulla superficie cerca di aumentare l'albedo, o riflettività, della superficie terrestre attraverso alterazioni fisiche delle aree urbane, delle strade, dei terreni agricoli, delle regioni polari e dell'oceano. Ciò può includere la copertura di queste regioni con materiali o piante riflettenti per riflettere e reindirizzare la luce solare.

La promessa:

Si prevede che la schiaritura basata sulla superficie offra proprietà di raffreddamento diretto su base locale, simili a come le foglie di un albero possono ombreggiare il terreno sottostante. Questo tipo di progetto può essere implementato su scale più piccole, ad esempio da paese a paese o da città a città. Inoltre, lo schiarimento basato sulla superficie può essere di aiuto invertire l'aumento del calore in molte città e centri urbani come risultato dell'effetto del calore dell'isola urbana.

La minaccia:

A livello teorico e concettuale, la schiaritura basata sulla superficie sembra poter essere implementata in modo rapido ed efficiente. Tuttavia, la ricerca sulla modifica dell'albedo rimane scarsa e molti rapporti indicano il potenziale di effetti sconosciuti e disordinati. È improbabile che tali sforzi offrano una soluzione globale, ma lo sviluppo non uniforme dell'illuminazione basata sulla superficie o di altri metodi di gestione della radiazione solare potrebbe averlo effetti globali indesiderati e imprevisti sulla circolazione o sul ciclo dell'acqua. Schiarire la superficie in alcune regioni può alterare le temperature regionali e alterare il movimento di particelle e materia a fini problematici. Inoltre, lo schiarimento basato sulla superficie può causare uno sviluppo iniquo su scala locale o globale, aumentando il potenziale di spostamento delle dinamiche di potere.

Marine Cloud Brightening (MCB) utilizza intenzionalmente spruzzi marini per seminare nuvole di basso livello sull'oceano, incoraggiando la formazione di un strato di nuvole più luminoso e più spesso. Queste nuvole impediscono alle radiazioni in arrivo di raggiungere la terra o il mare sottostante oltre a riflettere la radiazione verso l'atmosfera.

La promessa:

MCB ha il potenziale per abbassare le temperature su scala regionale e prevenire eventi di sbiancamento dei coralli. La ricerca e i primi test hanno visto un certo successo in Australia, con un recente progetto alla Grande Barriera Corallina. Altre applicazioni potrebbero includere la semina di nuvole sui ghiacciai per bloccare lo scioglimento del ghiaccio marino. Il metodo attualmente proposto utilizza l'acqua di mare dell'oceano, riducendone l'impatto sulle risorse naturali e potrebbe essere eseguito in qualsiasi parte del mondo.

La minaccia:

La comprensione umana di MCB rimane altamente incerta. I test che sono stati completati sono limitati e sperimentali, con ricercatori che chiedono una governance globale o locale sull'etica della manipolazione di questi ecosistemi per proteggerli. Alcune di queste incertezze includono domande sull'effetto diretto del raffreddamento e della riduzione della luce solare sugli ecosistemi locali, nonché sull'effetto sconosciuto dell'aumento delle particelle sospese nell'aria sulla salute umana e sulle infrastrutture. Ognuno di questi dipenderà dalla struttura della soluzione MCB, dal metodo di implementazione e dalla quantità di MCB prevista. Mentre le nuvole seminate si muovono attraverso il ciclo dell'acqua, l'acqua, il sale e altre molecole torneranno sulla terra. I depositi di sale possono influenzare l'ambiente edificato, comprese le abitazioni umane, accelerando il deterioramento. Questi depositi possono anche alterare il contenuto del suolo, influenzando i nutrienti e la capacità delle piante di crescere. Queste ampie preoccupazioni graffiano la superficie delle incognite accompagnate da MCB.

Mentre SAI, modifica dell'albedo e MCB lavorano per riflettere la radiazione solare in entrata, Cirrus Cloud Thinning (CCT) guarda all'aumento della radiazione in uscita. I cirri assorbono e riflettono il calore, sotto forma di radiazioni, di nuovo sulla terra. Cirrus Cloud Thinning è stato proposto dagli scienziati per ridurre il calore riflesso da queste nuvole e consentire a più calore di uscire dall'atmosfera, riducendo teoricamente le temperature. Gli scienziati prevedono di assottigliare queste nuvole spruzzando le nuvole con particelle per ridurne la durata e lo spessore.

La promessa:

La CCT promette di ridurre le temperature globali aumentando la quantità di radiazioni che sfuggono all'atmosfera. La ricerca attuale indica che questo la modifica può accelerare il ciclo dell'acqua, aumentando le precipitazioni e avvantaggiando le aree soggette a siccità. Una nuova ricerca indica inoltre che questa diminuzione della temperatura può aiutare lento scioglimento del ghiaccio marino e aiuto nel mantenimento delle calotte polari. 

La minaccia: 

Il rapporto del Gruppo intergovernativo di esperti sui cambiamenti climatici (IPCC) del 2021 sui cambiamenti climatici e le scienze fisiche indicato che CCT non è ben compreso. Le modifiche meteorologiche di questo tipo possono modificare i modelli di precipitazione e causare impatti sconosciuti agli ecosistemi e all'agricoltura. I metodi attualmente proposti per la CCT includono l'irrorazione delle nuvole con particolato. Mentre ci si aspetta che una certa quantità di particelle contribuisca ad assottigliare le nuvole, l'iniezione eccessiva di particelle può invece seminare le nuvole. Queste nuvole seminate possono diventare più spesse e intrappolare il calore, piuttosto che diventare più sottili e rilasciare calore. 

Specchi spaziali sono un altro metodo che i ricercatori hanno proposto per reindirizzare e bloccare la luce solare in arrivo. Questo metodo suggerisce posizionare oggetti altamente riflettenti nello spazio per bloccare o riflettere la radiazione solare in arrivo.

La promessa:

Gli specchi spaziali sono previsti diminuire la quantità di radiazioni entrare nell'atmosfera fermandolo prima che raggiunga il pianeta. Ciò comporterebbe meno calore che entra nell'atmosfera e raffredda il pianeta.

La minaccia:

I metodi basati sullo spazio sono altamente teorici e sono accompagnati da a mancanza di letteratura e dati empirici. Le incognite sull'impatto di questo tipo di progetto sono solo una parte delle preoccupazioni di molti ricercatori. Ulteriori preoccupazioni includono la natura costosa dei progetti spaziali, l'impatto diretto del reindirizzamento delle radiazioni prima di raggiungere la superficie terrestre, l'impatto indiretto della riduzione o rimozione della luce stellare per gli animali marini che fare affidamento sulla navigazione celeste, il potenziale rischio di cessazionee la mancanza di una governance spaziale internazionale.

Movimento verso un futuro più fresco?

Reindirizzando la radiazione solare per diminuire le temperature planetarie, la gestione della radiazione solare tenta di rispondere a un sintomo del cambiamento climatico piuttosto che affrontare il problema a testa alta. Questa area di studio è piena di potenziali conseguenze indesiderate. Qui, una valutazione del rischio-rischio è fondamentale per determinare se il rischio di un progetto vale il rischio per il pianeta o il rischio del cambiamento climatico prima di implementare qualsiasi progetto su larga scala. Il potenziale per i progetti SRM di influenzare l'intero pianeta mostra la necessità che qualsiasi analisi del rischio includa la considerazione del rischio per l'ambiente naturale, l'inasprimento delle tensioni geopolitiche e l'impatto sulle crescenti disuguaglianze globali. Con qualsiasi piano per modificare il clima di una regione, o del pianeta nel suo insieme, i progetti devono centrare considerazioni di equità e coinvolgimento delle parti interessate.