Планетарлық күннен қорғайтын қорғаныс: күн радиациясының модификациясы

Климатты бұзу геоинженерлік 3-бөлім

1-бөлім: Шексіз белгісіз
2-бөлім: Мұхиттағы көмірқышқыл газын жою
4-бөлім: Этиканы, әділеттілікті және әділеттілікті қарастыру

Күн радиациясының модификациясы (SRM) - планетаның жылынуын кері қайтару үшін ғарышқа кері шағылысқан күн сәулесінің мөлшерін ұлғайтуға бағытталған климаттық геоинженерияның бір түрі. Бұл шағылыстыру қабілетін арттыру оны атмосфераға және Жер бетіне түсіретін күн сәулесінің мөлшерін азайтып, планетаны жасанды түрде салқындатады. 

Табиғи жүйелер арқылы Жер бұлттармен, ауадағы бөлшектермен, сумен және басқа беттермен, соның ішінде мұхитпен әрекеттесе отырып, оның температурасы мен климатын сақтау үшін күн сәулесін шағылыстырады және сіңіреді. Қазіргі уақытта, ұсынылған табиғи немесе жақсартылған табиғи SRM жобалары жоқ, сондықтан SRM технологиялары ең алдымен механикалық және химиялық санатқа жатады. Бұл жобалар негізінен Жердің күнмен табиғи әрекеттесуін өзгертуге тырысады. Бірақ құрлық пен мұхитқа түсетін күннің азаюы тікелей күн сәулесіне тәуелді табиғи процестерді бұзуы мүмкін.

Ұсынылған механикалық және химиялық SRM жобалары

Жерде күннің келіп түсетін және сөнетін радиация мөлшерін бақылайтын кіріктірілген жүйе бар. Ол мұны температураны реттеуге көмектесетін жарық пен жылуды көрсету және қайта бөлу арқылы жасайды. Бұл жүйелерді механикалық және химиялық манипуляциялауға қызығушылық стратосфералық аэрозольді инъекция арқылы бөлшектерді шығарудан бастап теңіз бұлттарын ағарту арқылы мұхитқа жақын қалың бұлттарды дамытуға дейін созылады.

Стратосфералық аэрозольді инъекция (SAI) жердің шағылыстыру қабілетін арттыру, жерге түсетін күн сәулесінің мөлшерін және атмосферада ұсталған жылуды азайту үшін ауадағы сульфат бөлшектерін мақсатты түрде шығару болып табылады. Теориялық тұрғыдан күннен қорғайтын кремді қолдануға ұқсас, күн геоинженериясы күн сәулесі мен жылуды атмосфераның сыртына бағыттап, бетіне түсетін мөлшерді азайтады.

Уәде:

Бұл концепция қарқынды жанартау атқылауымен қатар жүретін табиғат құбылыстарына негізделген. 1991 жылы Филиппиндегі Пинатубо тауының атқылауы стратосфераға газ бен күлді таратып, күкірт диоксидінің жаппай мөлшерін таратады. Желдер күкірт диоксидін екі жыл бойы жер шарында жылжытты, ал бөлшектер жұтып, жаһандық температураны 1 градус Фаренгейтке (0.6 градус Цельсий) төмендету үшін жеткілікті күн сәулесін шағылыстырды..

Қауіп:

Адам жасаған SAI бірнеше қорытынды зерттеулері бар жоғары теориялық тұжырымдама болып қала береді. Бұл белгісіздік инъекциялық жобалардың қанша уақытқа созылуы қажет болатыны және егер (немесе қашан) ЖҚБ жобалары сәтсіздікке ұшыраған, тоқтатылған немесе қаржыландыру болмаған жағдайда не болатыны туралы белгісіздікпен күшейеді. SAI жобалары басталғаннан кейін ықтимал шексіз қажеттілікке ие болады және уақыт өте тиімді болуы мүмкін. Атмосфералық сульфат инъекцияларының физикалық салдары қышқыл жаңбырдың ықтималдығын қамтиды. Жанартау атқылауынан көрініп тұрғандай, сульфат бөлшектері бүкіл әлем бойынша және әдетте мұндай химиялық заттар әсер етпейтін аймақтарда жиналуы мүмкін, экожүйелерді өзгерту және топырақ рН өзгерту. Аэрозоль сульфатына ұсынылған балама кальций карбонаты болып табылады, ол сульфатқа ұқсас әсер етеді, бірақ жанама әсерлері көп емес. Дегенмен, соңғы модельдеу зерттеулері кальций карбонатын көрсетеді озон қабатына теріс әсер етуі мүмкін. Кіретін күн сәулесінің шағылыстыруы қосымша үлестік алаңдаушылық тудырады. Шығу тегі белгісіз және мүмкін жаһандық бөлшектердің тұндыру геосаяси шиеленістерді нашарлататын нақты немесе болжанатын диспропорцияларды тудыруы мүмкін. Швециядағы, Норвегиядағы, Финляндиядағы және Ресейдегі жергілікті саами халқының өкілді органы Саами Кеңесі адамның климатқа араласуына қатысты алаңдаушылықтарын бөліскеннен кейін Швециядағы SAI жобасы 2021 жылы тоқтатылды. Бұл туралы Кеңестің вице-президенті Аса Ларссон Блинд мәлімдеді саами халқының табиғатты және оның процестерін құрметтеу құндылықтары тікелей соқтығысты күн геоинженериясының осы түрімен.

Жер бетіндегі жарықтандыру/Альбедо модификациясы жердің шағылыстыру қабілетін арттыруға және атмосферада қалған күн радиациясының мөлшерін азайтуға бағытталған. Химия немесе молекулалық әдістерді қолданудың орнына, бетке негізделген ағарту альбедо деңгейін арттыруға тырысады, немесе қалалық аймақтарға, жолдарға, ауылшаруашылық жерлерге, полярлық аймақтарға және мұхитқа физикалық өзгерістер арқылы жер бетінің шағылысуы. Бұған күн сәулесін шағылыстыру және қайта бағыттау үшін осы аймақтарды шағылыстыратын материалдармен немесе өсімдіктермен жабу кіреді.

Уәде:

Беткейге негізделген ағарту жергілікті негізде тікелей салқындату қасиеттерін ұсынады деп күтілуде - ағаштың жапырақтары оның астындағы жерді қалай көлеңкелей алатынына ұқсас. Жобаның бұл түрі кішірек масштабта, яғни елден елге немесе қаладан қалаға жүзеге асырылуы мүмкін. Бұған қоса, бетке негізделген ағарту көмектесе алады көптеген қалалар мен қала орталықтарында байқалатын жоғары жылуды кері қайтарады қалалық аралдың жылу эффектісі нәтижесінде.

Қауіп:

Теориялық және тұжырымдамалық деңгейде бетті ағарту оны тез және тиімді түрде жүзеге асыруға болатын сияқты. Дегенмен, альбедо модификациясы бойынша зерттеулер жұқа болып қалады және көптеген есептер белгісіз және беймаза әсерлердің әлеуетін көрсетеді. Мұндай күш-жігер жаһандық шешімді ұсынуы екіталай, бірақ бетті жарықтандырудың немесе күн радиациясын басқарудың басқа әдістерінің біркелкі дамуы мүмкін емес. айналымға немесе су айналымына қажетсіз және күтпеген жаһандық әсерлер. Белгілі бір аймақтардағы бетті жарықтандыру аймақтық температураны өзгертіп, бөлшектер мен заттардың қозғалысын проблемалық ұштарға дейін өзгертуі мүмкін. Сонымен қатар, беттік жарықтандыру жергілікті немесе жаһандық ауқымда тең емес дамуды тудыруы мүмкін, бұл қуат динамикасының ауысу мүмкіндігін арттырады.

Marine Cloud Brightening (MCB) мұхит үстіндегі төмен деңгейлі бұлттарды себу үшін теңіз спрейін мақсатты түрде пайдаланады, бұл олардың пайда болуын ынталандырады. ашық және қалың бұлт қабаты. Бұл бұлттар радиацияны атмосфераға кері қайтарумен қатар, түсетін радиацияның құрлыққа немесе теңізге жетуіне жол бермейді.

Уәде:

MCB аймақтық масштабта температураны төмендету және маржан ағарту оқиғаларының алдын алу мүмкіндігіне ие. Зерттеулер мен алғашқы сынақтар Австралияда жақында жасалған жобамен біршама жетістікке жетті Үлкен тосқауыл рифінде. Басқа қолданбаларға теңіз мұзының еруін тоқтату үшін мұздықтардың үстіне бұлт себу кіреді. Қазіргі уақытта ұсынылған әдіс мұхит теңіз суын пайдаланады, оның табиғи ресурстарға әсерін азайтады және оны әлемнің кез келген жерінде орындауға болады.

Қауіп:

MCB туралы адамның түсінігі өте белгісіз болып қала береді. Аяқталған сынақтар шектеулі және эксперименттік болып табылады жаһандық немесе жергілікті басқаруға шақыратын зерттеушілер осы экожүйелерді қорғау мақсатында манипуляциялау этикасы туралы. Осы белгісіздіктердің кейбірі салқындатудың және күн сәулесінің төмендеуінің жергілікті экожүйеге тікелей әсері, сондай-ақ адам денсаулығы мен инфрақұрылымына ауадағы бөлшектердің көбеюінің белгісіз әсері туралы сұрақтарды қамтиды. Олардың әрқайсысы MCB шешімінің құрамына, орналастыру әдісіне және күтілетін MCB мөлшеріне байланысты болады. Тұқымдық бұлттар су айналымы арқылы қозғалғанда, су, тұз және басқа молекулалар жерге қайта оралады. Тұз шөгінділері салынған қоршаған ортаға, соның ішінде адамның тұрғын үйіне әсер етуі мүмкін, нашарлауды жылдамдату арқылы. Бұл шөгінділер сонымен қатар қоректік заттарға және өсімдіктердің өсу қабілетіне әсер ететін топырақтың мазмұнын өзгертуі мүмкін. Бұл кең алаңдаушылықтар MCB сүйемелдеуімен белгісіздердің бетін сызып тастайды.

SAI, альбедо модификациясы және MCB кіріс күн радиациясын көрсету үшін жұмыс істегенімен, Cirrus Cloud Thinning (CCT) шығыс радиациясын арттыруды қарастырады. Циррус бұлттары жылуды сіңіреді және көрсетеді, радиация түрінде, жерге қайта оралады. Cirrus Cloud Thinning (Cirrus Cloud Thinning) бұлттардың шағылысқан жылуын азайту және температураны теориялық тұрғыдан төмендете отырып, атмосферадан көбірек жылудың шығуына мүмкіндік беру үшін ғалымдар ұсынған. Ғалымдар бұл бұлттардың жұқаратынын болжайды бұлттарды бөлшектермен шашу олардың қызмет ету мерзімі мен қалыңдығын қысқарту.

Уәде:

КАЖ атмосферадан шығу үшін радиацияның мөлшерін ұлғайту арқылы жаһандық температураны төмендетуге уәде береді. Қазіргі зерттеулер мұны көрсетеді өзгерту су айналымын жылдамдатуы мүмкін, жауын-шашынның көбеюі және құрғақшылыққа бейім аймақтардың пайдасы. Жаңа зерттеулер бұл температураның төмендеуі көмектесуі мүмкін екенін көрсетеді теңіз мұзының баяу еруі және полярлық мұздықтарды сақтауға көмектеседі. 

Қауіп: 

2021 жылғы Климаттың өзгеруі жөніндегі үкіметаралық топтың (IPCC) климаттың өзгеруі және физикалық ғылымдар туралы есебінде көрсетілген КАЖ жақсы түсінілмейді. Ауа-райының мұндай түрдегі өзгеруі жауын-шашын үлгілерін өзгертіп, экожүйелер мен ауыл шаруашылығына белгісіз әсер етуі мүмкін. Қазіргі уақытта КАЖ үшін ұсынылған әдістерге бұлттарды қатты бөлшектермен бүрку кіреді. Бөлшектердің белгілі бір мөлшері бұлттардың жұқаруына ықпал етеді деп күтілуде, бөлшектерді артық айдау орнына бұлттарды себуі мүмкін. Бұл егілген бұлттар жұқа болып, жылуды шығарудың орнына қалыңдап, жылуды ұстап тұруы мүмкін. 

Ғарыштық айналар зерттеушілер кіретін күн сәулесін қайта бағыттау және блоктау үшін ұсынған тағы бір әдіс. Бұл әдіс ұсынады шағылысатын заттарды орналастыру түсетін күн радиациясын бөгеу немесе көрсету үшін ғарышта.

Уәде:

Ғарыштық айналар күтілуде сәулелену мөлшерін азайту планетаға жеткенге дейін оны тоқтату арқылы атмосфераға ену. Бұл атмосфераға жылудың аз түсуіне және планетаның салқындауына әкеледі.

Қауіп:

Ғарышқа негізделген әдістер жоғары теориялық және а әдебиеттің жетіспеушілігі және эмпирикалық деректер. Жобаның бұл түрінің әсері туралы белгісіздік көптеген зерттеушілерді алаңдататын мәселелердің бір бөлігі ғана. Қосымша алаңдаушылықтарға ғарыштық жобалардың қымбаттылығы, жер бетіне жеткенге дейін радиацияны қайта бағыттаудың тікелей әсері, теңіз жануарлары үшін жұлдыз сәулесін азайтудың немесе жоюдың жанама әсері жатады. аспан навигациясына сүйенеді, потенциал тоқтату қаупі, және халықаралық ғарышты басқарудың жоқтығы.

Салқын болашаққа қарай қозғалыс?

Күн радиациясын планеталық температураны төмендету үшін қайта бағыттау арқылы, Күн радиациясын басқару проблеманы шешуге емес, климаттың өзгеруінің симптомына жауап беруге тырысады. Бұл зерттеу саласы ықтимал күтпеген салдарға толы. Бұл жерде тәуекел-қауіпті бағалау кез келген жобаны ауқымды түрде жүзеге асырмас бұрын жобаның тәуекелі ғаламшарға қауіп төндіретін немесе климаттың өзгеру қаупі бар-жоғын анықтау үшін өте маңызды. SRM жобаларының бүкіл планетаға әсер ету әлеуеті табиғи ортаға қауіп-қатерді, геосаяси шиеленістердің шиеленісуін және жаһандық теңсіздіктің артуына әсер етуді қамтитын кез келген тәуекелді талдау қажеттілігін көрсетеді. Аймақтың немесе тұтастай алғанда планетаның климатын өзгертуге арналған кез келген жоспарда жобалар үлестік және мүдделі тараптардың қатысуын ескеруі керек.