Planetinis kremas nuo saulės: saulės spinduliuotės modifikavimas

Klimato geoinžinerijos suskaidymas 3 dalis

1 dalis: Begaliniai nežinomybės
2 dalis: Vandenyno anglies dioksido pašalinimas
4 dalis. Atsižvelgdami į etiką, teisingumą ir teisingumą

Saulės spinduliuotės modifikavimas (SRM) – tai klimato geoinžinerijos forma, kuria siekiama padidinti į kosmosą atsispindinčios saulės šviesos kiekį – pakeisti planetos atšilimą. Padidinus šį atspindį, sumažėja saulės šviesos kiekis, patenkantis į atmosferą ir Žemės paviršių, dirbtinai vėsinant planetą. 

Per natūralias sistemas Žemė atspindi ir sugeria saulės šviesą, kad išlaikytų savo temperatūrą ir klimatą, sąveikaudama su debesimis, oro dalelėmis, vandeniu ir kitais paviršiais, įskaitant vandenyną. Šiuo metu, nėra siūlomų gamtinių ar sustiprintų gamtinių SRM projektų, todėl SRM technologijos pirmiausia patenka į mechaninę ir cheminę kategoriją. Šiais projektais daugiausia siekiama pakeisti natūralią Žemės sąveiką su saule. Tačiau sumažinus saulės, pasiekiančios žemę ir vandenyną, kiekį, gali sutrikti gamtos procesai, kurie priklauso nuo tiesioginių saulės spindulių.

Siūlomi mechaniniai ir cheminiai SRM projektai

Žemėje yra įmontuota sistema, kuri kontroliuoja įeinančios ir išeinančios saulės spinduliuotės kiekį. Jis tai daro atspindėdamas ir perskirstydamas šviesą ir šilumą, o tai padeda reguliuoti temperatūrą. Susidomėjimas mechaniniu ir cheminiu šių sistemų manipuliavimu svyruoja nuo dalelių išskyrimo per stratosferos aerozolio įpurškimą iki storesnių debesų susidarymo arti vandenyno per jūros debesų šviesinimą.

Stratosferos aerozolio įpurškimas (SAI) yra tikslinis ore esančių sulfatų dalelių išskyrimas, siekiant padidinti žemės atspindį, sumažinant žemę pasiekiančios saulės šviesos kiekį ir atmosferoje įstrigusią šilumą. Teoriškai panašiai kaip naudojant apsaugos nuo saulės priemones, saulės geoinžinerijos tikslas yra nukreipti dalį saulės šviesos ir šilumos už atmosferos ribų, sumažinant paviršių pasiekiantį kiekį.

Pažadas:

Ši koncepcija pagrįsta gamtos reiškiniais, vykstančiais kartu su intensyviais ugnikalnių išsiveržimais. 1991 m. Pinatubo kalno išsiveržimas Filipinuose išspjovė dujas ir pelenus į stratosferą, paskirstydamas masinius sieros dioksido kiekius. Vėjai dvejus metus pernešė sieros dioksidą aplink Žemės rutulį, o dalelės absorbavo ir atspindėjo pakankamai saulės šviesos, kad sumažintų pasaulinę temperatūrą 1 laipsniu pagal Farenheitą (0.6 laipsnio Celsijaus).

Grėsmė:

Žmogaus sukurtas AAI tebėra labai teorinė koncepcija ir atlikta nedaug įtikinamų tyrimų. Šį neapibrėžtumą tik dar labiau padidina nežinomybė, kiek laiko reikės įgyvendinti injekcijų projektams ir kas atsitiks, jei (arba kada) AAI projektai žlugs, bus nutraukti arba trūksta finansavimo. AAI projektų poreikis gali būti neapibrėžtas, kai tik jie pradedami, ir laikui bėgant gali tapti mažiau veiksmingi. Fizinės atmosferos sulfato injekcijų pasekmės apima rūgštaus lietaus galimybę. Kaip matyti iš ugnikalnių išsiveržimų, sulfato dalelės keliauja aplink pasaulį ir gali nusėsti regionuose, kurie paprastai nėra paveikti tokių cheminių medžiagų, keičiant ekosistemas ir keičiant dirvožemio pH. Siūloma aerozolio sulfato alternatyva yra kalcio karbonatas, molekulė, kuri turėtų turėti panašų poveikį, bet ne tiek daug šalutinių poveikių kaip sulfatas. Tačiau naujausi modeliavimo tyrimai rodo kalcio karbonatą gali neigiamai paveikti ozono sluoksnį. Įeinančios saulės šviesos atspindys kelia papildomų problemų dėl teisingumo. Dalelių, kurių kilmė nežinoma ir gali būti visuotinė, nusėdimas gali sukurti faktinius ar numanomus skirtumus, kurie gali pabloginti geopolitinę įtampą. AAI projektas Švedijoje buvo sustabdytas 2021 m. po to, kai Samių taryba, atstovaujanti Švedijos, Norvegijos, Suomijos ir Rusijos vietiniams samiams, pasidalijo susirūpinimu dėl žmogaus įsikišimo į klimatą. Tai pareiškė Tarybos viceprezidentė Åsa Larsson Blind tiesiogiai susidūrė samių vertybės gerbti gamtą ir jos procesus su šio tipo saulės geoinžinerija.

Paviršiaus šviesinimu / albedo modifikavimu siekiama padidinti žemės atspindį ir sumažinti atmosferoje liekančios saulės spinduliuotės kiekį. Užuot naudoję chemiją ar molekulinius metodus, Paviršiaus šviesinimu siekiama padidinti albedo, arba žemės paviršiaus atspindėjimas dėl fizinių miesto zonų, kelių, žemės ūkio paskirties žemės, poliarinių regionų ir vandenyno pakeitimų. Tai gali apimti šių regionų padengimą atspindinčiomis medžiagomis arba augalais, kad atspindėtų ir nukreiptų saulės šviesą.

Pažadas:

Tikimasi, kad paviršiaus šviesinimas suteiks tiesioginio aušinimo savybių, panašių į tai, kaip medžio lapai gali užtemdyti žemę po juo. Šio tipo projektai gali būti įgyvendinami mažesniu mastu, ty iš šalies į šalį arba iš miesto į miestą. Be to, gali padėti paviršiaus šviesinimas pakeisti padidėjusį karštį, kurį patiria daugelis miestų ir miesto centrų dėl miesto salos šilumos efekto.

Grėsmė:

Teoriniu ir konceptualiu lygmeniu paviršinis šviesinimas atrodo taip, kad jį būtų galima įgyvendinti greitai ir efektyviai. Tačiau albedo modifikavimo tyrimai tebėra menki, o daugelis pranešimų rodo, kad gali atsirasti nežinomų ir netvarkingų padarinių. Mažai tikėtina, kad tokios pastangos pasiūlys visuotinį sprendimą, tačiau netolygus paviršinio šviesinimo ar kitų saulės spinduliuotės valdymo metodų vystymasis gali turėti įtakos. nepageidaujamas ir nenuspėjamas pasaulinis poveikis cirkuliacijai arba vandens ciklui. Paviršiaus pašviesinimas tam tikruose regionuose gali pakeisti regioninę temperatūrą ir pakeisti dalelių bei medžiagų judėjimą į probleminius galus. Be to, paviršiaus šviesinimas gali sukelti nevienodą vystymąsi vietiniu ar pasauliniu mastu, padidindamas galios dinamikos keitimo galimybę.

Jūrų debesų šviesinimas (MCB) tikslingai naudoja jūros purslą, kad sėtų žemo lygio debesis virš vandenyno, skatindamas debesų susidarymą. ryškesnis ir storesnis debesų sluoksnis. Šie debesys neleidžia spinduliuotei pasiekti žemiau esančią žemę ar jūrą, be to, atspindi spinduliuotę atgal į atmosferą.

Pažadas:

MCB gali sumažinti temperatūrą regioniniu mastu ir užkirsti kelią koralų balinimo įvykiams. Tyrimai ir ankstyvieji bandymai buvo sėkmingi Australijoje, neseniai įgyvendinus projektą prie Didžiojo barjerinio rifo. Kitos programos galėtų apimti debesų sėjimą virš ledynų, kad sustabdytų jūros ledo tirpimą. Šiuo metu siūlomas metodas naudoja vandenyno jūros vandenį, sumažinant jo poveikį gamtos ištekliams ir gali būti taikomas bet kurioje pasaulio vietoje.

Grėsmė:

Žmogaus supratimas apie MCB išlieka labai neaiškus. Atlikti bandymai yra riboti ir eksperimentiniai mokslininkai, raginantys pasaulinį ar vietinį valdymą apie manipuliavimo šiomis ekosistemomis, siekiant jas apsaugoti, etiką. Kai kurie iš šių neaiškumų apima klausimus apie tiesioginį aušinimo ir sumažėjusios saulės šviesos poveikį vietinėms ekosistemoms, taip pat nežinomą padidėjusių ore esančių dalelių poveikį žmonių sveikatai ir infrastruktūrai. Kiekvienas iš jų priklausys nuo MCB sprendimo sandaros, diegimo metodo ir numatomo MCB kiekio. Sėkliniams debesims judant vandens ciklu, vanduo, druska ir kitos molekulės grįš į žemę. Druskos nuosėdos gali turėti įtakos pastatytai aplinkai, įskaitant žmonių būstą, paspartindamas gedimą. Šios nuosėdos taip pat gali pakeisti dirvožemio turinį, paveikti maistines medžiagas ir augalų gebėjimą augti. Šie platūs rūpesčiai subraižo nežinomybių paviršių, kartu su MCB.

Nors SAI, albedo modifikavimas ir MCB siekia atspindėti gaunamą saulės spinduliuotę, Cirrus Cloud Thinning (CCT) žiūri į didėjančią išeinančią spinduliuotę. Plunksniniai debesys sugeria ir atspindi šilumą, spinduliuotės pavidalu, atgal į žemę. „Cirrus Cloud Thinning“ mokslininkai pasiūlė sumažinti šių debesų atspindėtą šilumą ir leisti daugiau šilumos išeiti iš atmosferos, teoriškai mažinant temperatūrą. Mokslininkai tikisi, kad šie debesys retės purškiant debesis dalelėmis sumažinti jų tarnavimo laiką ir storį.

Pažadas:

CCT žada sumažinti pasaulinę temperatūrą didinant radiacijos kiekį, kad ištrūktų iš atmosferos. Dabartiniai tyrimai rodo, kad tai pakeitimas gali pagreitinti vandens ciklą, didėja kritulių kiekis ir naudingos sausrai linkusios vietovės. Nauji tyrimai taip pat rodo, kad šis temperatūros sumažėjimas gali padėti lėtai tirpsta jūros ledas ir padėti išlaikyti poliarines ledo kepures. 

Grėsmė: 

2021 m. Tarpvyriausybinės klimato kaitos komisijos (IPCC) ataskaitoje dėl klimato kaitos ir fizinių mokslų nurodytų kad CCT nėra gerai suprantamas. Tokio tipo orų pokyčiai gali pakeisti kritulių modelius ir sukelti nežinomą poveikį ekosistemoms ir žemės ūkiui. Šiuo metu siūlomi CCT metodai apima debesų purškimą kietosiomis dalelėmis. Nors tikimasi, kad tam tikras dalelių kiekis prisidės prie debesų retinimo, per didelis dalelių įpurškimas vietoj to gali pasėti debesis. Šie pasėti debesys gali tapti storesni ir sulaikyti šilumą, o ne plonėti ir išleisti šilumą. 

Kosmoso veidrodžiai yra dar vienas metodas, kurį mokslininkai pasiūlė nukreipti ir blokuoti patenkančią saulės šviesą. Šis metodas siūlo dėti labai atspindinčius objektus erdvėje blokuoti arba atspindėti patenkančią saulės spinduliuotę.

Pažadas:

Tikimasi kosmoso veidrodžių sumažinti radiacijos kiekį patekti į atmosferą, sustabdant ją prieš pasiekiant planetą. Dėl to į atmosferą mažiau šilumos patektų ir planeta atvėstų.

Grėsmė:

Kosmosu pagrįsti metodai yra labai teoriniai ir juos lydi a literatūros trūkumas ir empiriniai duomenys. Nežinoma apie tokio tipo projektų poveikį yra tik dalis daugelio tyrinėtojų susirūpinimo. Papildomi rūpesčiai apima brangų kosmoso projektų pobūdį, tiesioginį spinduliuotės nukreipimo prieš pasiekiant žemės paviršių poveikį, netiesioginį žvaigždžių šviesos mažinimo arba pašalinimo poveikį jūrų gyvūnams, pasikliauti dangaus navigacija, potencialas nutraukimo rizikair tarptautinio kosmoso valdymo stoka.

Judėjimas vėsesnės ateities link?

Perkreipiant saulės spinduliuotę, kad sumažėtų planetos temperatūra, Saulės spinduliuotės valdymas bando atsakyti į klimato kaitos požymius, o ne spręsti problemą. Ši studijų sritis kupina galimų nenumatytų pasekmių. Šiuo atveju rizikos ir rizikos įvertinimas yra labai svarbus norint nustatyti, ar projekto rizika yra verta rizikos planetai ar klimato kaitos rizikos prieš įgyvendinant bet kokį didelio masto projektą. Galimybė SRM projektams paveikti visą planetą rodo, kad į bet kokią rizikos analizę būtina atsižvelgti į riziką natūraliai aplinkai, geopolitinės įtampos didėjimą ir poveikį didėjančiai pasaulinei nelygybei. Planuojant pakeisti regiono ar visos planetos klimatą, projektuose daugiausia dėmesio turi būti skiriama teisingumui ir suinteresuotųjų šalių dalyvavimui.