प्लॅनेटरी सनस्क्रीन: सौर रेडिएशन मॉडिफिकेशन

ब्रेकिंग डाउन क्लायमेट जिओइंजिनियरिंग भाग १

भाग 1: अंतहीन अज्ञात
भाग २: महासागरातील कार्बन डायऑक्साइड काढणे
भाग 4: नैतिकता, समानता आणि न्याय यांचा विचार करणे

सोलर रेडिएशन मॉडिफिकेशन (एसआरएम) हा हवामान भू-अभियांत्रिकीचा एक प्रकार आहे ज्याचा उद्देश अवकाशात परावर्तित होणार्‍या सूर्यप्रकाशाचे प्रमाण वाढवणे आहे – ग्रहाच्या तापमानवाढीला उलट करणे. ही परावर्तकता वाढवल्याने सूर्यप्रकाशाचे प्रमाण कमी होते ज्यामुळे वातावरण आणि पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर कृत्रिमरित्या ग्रह थंड होतो. 

नैसर्गिक प्रणालींद्वारे, पृथ्वी आपले तापमान आणि हवामान राखण्यासाठी सूर्यप्रकाश प्रतिबिंबित करते आणि शोषून घेते, ढग, हवेतील कण, पाणी आणि महासागरासह इतर पृष्ठभागांशी संवाद साधते. सध्या, कोणतेही प्रस्तावित नैसर्गिक किंवा वर्धित नैसर्गिक SRM प्रकल्प नाहीत, त्यामुळे SRM तंत्रज्ञान प्रामुख्याने यांत्रिक आणि रासायनिक श्रेणीत मोडतात. हे प्रकल्प प्रामुख्याने सूर्यासोबत पृथ्वीचा नैसर्गिक संवाद बदलण्याचा प्रयत्न करतात. परंतु, जमिनीवर आणि समुद्रापर्यंत पोहोचणाऱ्या सूर्याचे प्रमाण कमी केल्याने थेट सूर्यप्रकाशावर अवलंबून असलेल्या नैसर्गिक प्रक्रियांना त्रास होण्याची शक्यता असते.

प्रस्तावित यांत्रिक आणि रासायनिक SRM प्रकल्प

पृथ्वीवर एक अंगभूत प्रणाली आहे जी सूर्याच्या आत येणाऱ्या आणि बाहेर जाणाऱ्या किरणोत्सर्गाचे प्रमाण नियंत्रित करते. हे प्रकाश आणि उष्णता प्रतिबिंबित करून आणि पुनर्वितरण करून हे करते, जे तापमानाचे नियमन करण्यास मदत करते. स्ट्रॅटोस्फेरिक एरोसोल इंजेक्शनद्वारे कण सोडण्यापासून ते सागरी क्लाउड ब्राइटनिंगद्वारे समुद्राच्या जवळ जाड ढग विकसित करण्यापर्यंत या प्रणालींच्या यांत्रिक आणि रासायनिक हाताळणीमध्ये स्वारस्य आहे.

स्ट्रॅटोस्फेरिक एरोसोल इंजेक्शन (SAI) पृथ्वीची परावर्तकता वाढवण्यासाठी, जमिनीवर पोहोचणाऱ्या सूर्यप्रकाशाचे प्रमाण आणि वातावरणात अडकलेली उष्णता कमी करण्यासाठी हवेतील सल्फेट कणांचे लक्ष्यित प्रकाशन आहे. सैद्धांतिकदृष्ट्या सनस्क्रीन वापरण्यासारखेच, सौर भू-अभियांत्रिकीचे उद्दिष्ट काही सूर्यप्रकाश आणि उष्णता वातावरणाच्या बाहेर पुनर्निर्देशित करणे, पृष्ठभागावर पोहोचणारे प्रमाण कमी करणे.

वचन:

ही संकल्पना प्रखर ज्वालामुखीच्या उद्रेकासह घडणाऱ्या नैसर्गिक घटनांवर आधारित आहे. 1991 मध्ये, फिलीपिन्समधील माउंट पिनाटुबोच्या उद्रेकाने वायू आणि राख स्ट्रॅटोस्फियरमध्ये पसरली आणि मोठ्या प्रमाणात सल्फर डायऑक्साइड वितरित केले. वाऱ्याने सल्फर डायऑक्साइड दोन वर्षे जगभर हलवला आणि कण शोषले आणि जागतिक तापमान 1 डिग्री फॅरेनहाइट (0.6 अंश सेल्सिअस) ने कमी करण्यासाठी पुरेसा सूर्यप्रकाश परावर्तित केला.

धोका:

काही निर्णायक अभ्यासांसह मानव निर्मित SAI ही एक अत्यंत सैद्धांतिक संकल्पना आहे. ही अनिश्चितता केवळ इंजेक्शन प्रकल्प किती काळासाठी लागतील आणि SAI प्रकल्प अयशस्वी झाल्यास (किंवा केव्हा) अयशस्वी झाल्यास, बंद झाले किंवा निधीची कमतरता असल्यास काय होईल याबद्दल अज्ञातांमुळेच वाढ होते. एसएआय प्रकल्प सुरू झाल्यानंतर त्यांची संभाव्य अनिश्चित गरज असते, आणि कालांतराने कमी प्रभावी होऊ शकते. वातावरणातील सल्फेट इंजेक्शन्सच्या शारीरिक परिणामांमध्ये आम्ल पावसाच्या संभाव्यतेचा समावेश होतो. ज्वालामुखीच्या उद्रेकात पाहिल्याप्रमाणे, सल्फेटचे कण जगभर प्रवास करतात आणि अशा रसायनांचा विशेषत: अप्रभावित प्रदेशांमध्ये जमा होऊ शकतो, परिसंस्था बदलणे आणि मातीचे pH बदलणे. एरोसोल सल्फेटचा प्रस्तावित पर्याय म्हणजे कॅल्शियम कार्बोनेट, एक रेणू ज्याचा समान प्रभाव अपेक्षित आहे परंतु सल्फेटसारखे अनेक दुष्परिणाम नाहीत. तथापि, अलीकडील मॉडेलिंग अभ्यास कॅल्शियम कार्बोनेट सूचित करतात ओझोन थरावर नकारात्मक परिणाम होऊ शकतो. येणार्‍या सूर्यप्रकाशाचे प्रतिबिंब पुढील इक्विटी चिंता निर्माण करते. कणांचे निक्षेप, जे मूळ अज्ञात आणि संभाव्य जागतिक आहेत, वास्तविक किंवा समजलेली असमानता निर्माण करू शकतात ज्यामुळे भू-राजकीय तणाव आणखी वाढू शकतो. स्वीडन, नॉर्वे, फिनलंड आणि रशियाच्या स्थानिक सामी लोकांची प्रतिनिधी संस्था, सामी कौन्सिलने हवामानातील मानवी हस्तक्षेपाबद्दल चिंता व्यक्त केल्यानंतर स्वीडनमधील SAI प्रकल्पाला 2021 मध्ये विराम देण्यात आला. परिषदेचे उपाध्यक्ष, आसा लार्सन ब्लाइंड यांनी असे सांगितले सामी लोकांच्या निसर्गाचा आदर करण्याची मुल्ये आणि त्याची प्रक्रिया थेट भिडली या प्रकारच्या सौर भू-अभियांत्रिकीसह.

पृष्ठभागावर आधारित ब्राइटनिंग/अल्बेडो मॉडिफिकेशनचा उद्देश पृथ्वीची परावर्तकता वाढवणे आणि वातावरणातील सौर किरणोत्सर्गाचे प्रमाण कमी करणे आहे. रसायनशास्त्र किंवा आण्विक पद्धती वापरण्याऐवजी, पृष्ठभागावर आधारित ब्राइटनिंग अल्बेडो वाढवण्याचा प्रयत्न करते, किंवा परावर्तकता, शहरी भाग, रस्ते, शेतजमीन, ध्रुवीय प्रदेश आणि महासागरातील भौतिक बदलांद्वारे पृथ्वीच्या पृष्ठभागाची. सूर्यप्रकाश परावर्तित करण्यासाठी आणि पुनर्निर्देशित करण्यासाठी या प्रदेशांना परावर्तित साहित्य किंवा वनस्पतींनी झाकणे समाविष्ट असू शकते.

वचन:

पृष्ठभागावर आधारित ब्राइटनिंग स्थानिक आधारावर थेट थंड गुणधर्म प्रदान करेल अशी अपेक्षा आहे- जसे झाडाची पाने त्याच्या खाली जमिनीवर सावली देऊ शकतात. या प्रकारचा प्रकल्प लहान स्केलवर लागू केला जाऊ शकतो, म्हणजे देश ते देश किंवा शहर ते शहर. याव्यतिरिक्त, पृष्ठभागावर आधारित ब्राइटनिंग मदत करण्यास सक्षम असू शकते अनेक शहरे आणि शहरी केंद्रे अनुभवलेल्या वाढलेल्या उष्णतेला उलट करा शहरी बेट उष्णतेच्या प्रभावाचा परिणाम म्हणून.

धोका:

सैद्धांतिक आणि वैचारिक स्तरावर, पृष्ठभागावर आधारित ब्राइटनिंग हे जलद आणि कार्यक्षमतेने लागू केले जाऊ शकते असे दिसते. तथापि, अल्बेडो मॉडिफिकेशनवरील संशोधन पातळ राहिले आहे आणि अनेक अहवाल अज्ञात आणि गोंधळलेल्या प्रभावांची संभाव्यता दर्शवतात. अशा प्रयत्नांमुळे जागतिक समाधान मिळण्याची शक्यता नाही, परंतु पृष्ठभागावर आधारित ब्राइटनिंग किंवा इतर सौर विकिरण व्यवस्थापन पद्धतींचा असमान विकास होऊ शकतो. अभिसरण किंवा जलचक्रावर अवांछित आणि अप्रत्याशित जागतिक प्रभाव. काही प्रदेशांमध्ये पृष्ठभाग उजळ केल्याने प्रादेशिक तापमानात बदल होऊ शकतो आणि कण आणि पदार्थांची हालचाल समस्याग्रस्त टोकापर्यंत बदलू शकते. याव्यतिरिक्त, पृष्ठभागावर आधारित उजळपणामुळे स्थानिक किंवा जागतिक स्तरावर असमान विकास होऊ शकतो, ज्यामुळे पॉवर डायनॅमिक्स बदलण्याची क्षमता वाढते.

मरीन क्लाउड ब्राइटनिंग (MCB) समुद्रावरील निम्न-स्तरीय ढगांच्या बीजासाठी समुद्र स्प्रेचा हेतुपुरस्सर वापर करते, ज्यामुळे ढग तयार होण्यास प्रोत्साहन मिळते. उजळ आणि दाट ढगाचा थर. हे ढग येणारे किरणोत्सर्ग खाली जमिनीवर किंवा समुद्रापर्यंत पोहोचण्यापासून रोखतात आणि किरणोत्सर्ग परत वातावरणाकडे परावर्तित करतात.

वचन:

MCB मध्ये प्रादेशिक स्तरावर तापमान कमी करण्याची आणि कोरल ब्लीचिंग घटनांना प्रतिबंध करण्याची क्षमता आहे. संशोधन आणि सुरुवातीच्या चाचण्यांना ऑस्ट्रेलियामध्ये अलीकडील प्रकल्पासह काही यश मिळाले आहे ग्रेट बॅरियर रीफ येथे. इतर ऍप्लिकेशन्समध्ये समुद्रातील बर्फ वितळणे थांबवण्यासाठी हिमनद्यांवरील ढगांचा समावेश असू शकतो. सध्याची प्रस्तावित पद्धत महासागरातील पाण्याचा वापर करते, नैसर्गिक संसाधनांवर त्याचा प्रभाव कमी करते आणि जगात कुठेही केली जाऊ शकते.

धोका:

MCB ची मानवी समज अत्यंत अनिश्चित आहे. पूर्ण झालेल्या चाचण्या मर्यादित आणि प्रायोगिक आहेत जागतिक किंवा स्थानिक प्रशासनासाठी आवाहन करणारे संशोधक या इकोसिस्टम्सच्या संरक्षणाच्या फायद्यासाठी हाताळण्याच्या नैतिकतेवर. यापैकी काही अनिश्चिततेमध्ये स्थानिक परिसंस्थेवर थंड होण्याचा आणि कमी झालेल्या सूर्यप्रकाशाचा थेट परिणाम तसेच मानवी आरोग्यावर आणि पायाभूत सुविधांवर वाढलेल्या हवेतील कणांचा अज्ञात प्रभाव याविषयीचे प्रश्न समाविष्ट आहेत. यापैकी प्रत्येक MCB सोल्यूशनच्या मेकअपवर, उपयोजन पद्धतीवर आणि अपेक्षित MCB च्या रकमेवर अवलंबून असेल. बीजित ढग जलचक्रातून फिरत असताना, पाणी, मीठ आणि इतर रेणू पृथ्वीवर परत येतील. मिठाच्या ठेवींचा मानवी घरांसह बांधलेल्या वातावरणावर परिणाम होऊ शकतो, र्हास जलद करून. या ठेवीमुळे मातीची सामग्री देखील बदलू शकते, पोषक तत्वांवर आणि वनस्पतींच्या वाढीच्या क्षमतेवर परिणाम होतो. या व्यापक चिंता MCB सह अज्ञातांच्या पृष्ठभागावर स्क्रॅच करतात.

SAI, अल्बेडो मॉडिफिकेशन आणि MCB इनकमिंग सोलर रेडिएशन परावर्तित करण्यासाठी काम करत असताना, सिरस क्लाउड थिनिंग (CCT) वाढत्या आउटगोइंग रेडिएशनकडे लक्ष देते. सायरस ढग उष्णता शोषून घेतात आणि परावर्तित करतात, किरणोत्सर्गाच्या स्वरूपात, पृथ्वीवर परत. या ढगांमधून परावर्तित होणारी उष्णता कमी करण्यासाठी आणि सैद्धांतिकदृष्ट्या तापमानात घट होऊन अधिक उष्णता वातावरणातून बाहेर पडण्यासाठी सायरस क्लाउड थिनिंगचा प्रस्ताव शास्त्रज्ञांनी मांडला आहे. शास्त्रज्ञांनी हे ढग पातळ होण्याची अपेक्षा केली आहे कणांसह ढगांवर फवारणी करणे त्यांचे आयुष्य आणि जाडी कमी करण्यासाठी.

वचन:

CCT वातावरणातून बाहेर पडण्यासाठी किरणोत्सर्गाचे प्रमाण वाढवून जागतिक तापमान कमी करण्याचे आश्वासन देते. सध्याचे संशोधन असे दर्शवते बदलामुळे जलचक्र गतिमान होऊ शकते, वाढती पर्जन्यमान आणि दुष्काळी भागात लाभदायक. नवीन संशोधन पुढे सूचित करते की हे तापमान कमी होण्यास मदत होऊ शकते मंद समुद्राचा बर्फ वितळतो आणि ध्रुवीय बर्फाच्या टोप्या राखण्यात मदत करतात. 

धोका: 

2021 आंतर-सरकारी पॅनेल ऑन क्लायमेट चेंज (IPCC) हवामान बदल आणि भौतिक विज्ञानांवरील अहवाल की CCT नीट समजलेले नाही. या प्रकारच्या हवामानातील बदलामुळे पर्जन्यमानात बदल होऊ शकतो आणि परिसंस्थेवर आणि शेतीवर अज्ञात परिणाम होऊ शकतो. सीसीटीसाठी सध्या प्रस्तावित पद्धतींमध्ये कणांसह ढगांवर फवारणी करणे समाविष्ट आहे. ढग पातळ करण्यासाठी ठराविक प्रमाणात कण योगदान देतात अशी अपेक्षा असताना, कणांच्या इंजेक्शनवर त्याऐवजी ढग बियाणे. हे सीडेड ढग पातळ होण्याऐवजी आणि उष्णता सोडण्याऐवजी दाट आणि उष्णता अडकवू शकतात. 

स्पेस मिरर संशोधकांनी येणारा सूर्यप्रकाश पुनर्निर्देशित आणि अवरोधित करण्याची दुसरी पद्धत आहे. ही पद्धत सुचवते अत्यंत परावर्तित वस्तू ठेवणे येणारे सौर विकिरण अवरोधित करण्यासाठी किंवा परावर्तित करण्यासाठी अंतराळात.

वचन:

स्पेस मिरर अपेक्षित आहेत रेडिएशनचे प्रमाण कमी करा ग्रहावर पोहोचण्यापूर्वी ते थांबवून वातावरणात प्रवेश करणे. यामुळे वातावरणात उष्णता कमी होऊन ग्रह थंड होईल.

धोका:

अवकाश आधारित पद्धती अत्यंत सैद्धांतिक आहेत आणि त्यासोबत अ साहित्याचा अभाव आणि अनुभवजन्य डेटा. या प्रकारच्या प्रकल्पाच्या परिणामाबद्दल अज्ञात हे अनेक संशोधकांच्या चिंतेचा एक भाग आहे. अतिरिक्त चिंतांमध्ये अंतराळ प्रकल्पांचे महागडे स्वरूप, पृथ्वीच्या पृष्ठभागावर पोहोचण्यापूर्वी रेडिएशन पुनर्निर्देशित करण्याचा थेट परिणाम, सागरी प्राण्यांसाठी तारेचा प्रकाश कमी करणे किंवा काढून टाकणे याचा अप्रत्यक्ष प्रभाव समाविष्ट आहे. खगोलीय नेव्हिगेशनवर अवलंबून रहा, क्षमता संपुष्टात येण्याचा धोका, आणि आंतरराष्ट्रीय अवकाश प्रशासनाचा अभाव.

थंड भविष्याकडे वाटचाल?

ग्रहांचे तापमान कमी करण्यासाठी सौर विकिरण पुनर्निर्देशित करून, सौर विकिरण व्यवस्थापन समस्या सोडविण्याऐवजी हवामान बदलाच्या लक्षणांना उत्तर देण्याचा प्रयत्न करते. अभ्यासाचे हे क्षेत्र संभाव्य अनपेक्षित परिणामांनी व्यापलेले आहे. येथे, मोठ्या प्रमाणावर कोणताही प्रकल्प राबविण्यापूर्वी एखाद्या प्रकल्पाची जोखीम ग्रहासाठी जोखीम किंवा हवामान बदलाचा धोका आहे की नाही हे निर्धारित करण्यासाठी जोखीम-जोखीम मूल्यांकन महत्त्वपूर्ण आहे. SRM प्रकल्पांचा संपूर्ण ग्रहावर परिणाम होण्याची क्षमता नैसर्गिक वातावरणाला धोका, भू-राजकीय तणाव वाढवणे आणि वाढत्या जागतिक असमानतेवर होणारा परिणाम यांचा विचार करण्यासाठी कोणत्याही जोखीम विश्लेषणाची आवश्यकता दर्शवते. एखाद्या प्रदेशाचे किंवा संपूर्ण ग्रहाचे हवामान बदलण्याच्या कोणत्याही योजनेसह, प्रकल्पांनी इक्विटी आणि भागधारकांच्या सहभागाचा विचार केला पाहिजे.