Pelindung Matahari Planet: Pengubahsuaian Sinaran Suria

Memecahkan Geoengineering Iklim Bahagian 3

Bahagian 1: Tanpa Kesudahan Tidak Diketahui
Bahagian 2: Penyingkiran Karbon Dioksida Lautan
Bahagian 4: Mempertimbangkan Etika, Ekuiti dan Keadilan

Pengubahsuaian Sinaran Suria (SRM) ialah satu bentuk geoengineering iklim yang bertujuan untuk meningkatkan jumlah cahaya matahari yang dipantulkan kembali ke angkasa - untuk membalikkan pemanasan planet. Meningkatkan pemantulan ini mengurangkan jumlah cahaya matahari yang masuk ke atmosfera dan permukaan Bumi, menyejukkan planet secara buatan. 

Melalui sistem semula jadi, Bumi memantulkan dan menyerap cahaya matahari untuk mengekalkan suhu dan iklimnya, berinteraksi dengan awan, zarah bawaan udara, air dan permukaan lain - termasuk lautan. Pada masa ini, tidak ada cadangan projek SRM semula jadi atau dipertingkatkan, jadi teknologi SRM terutamanya termasuk dalam kategori mekanikal dan kimia. Projek-projek ini kebanyakannya bertujuan untuk mengubah interaksi semula jadi Bumi dengan matahari. Tetapi, mengurangkan jumlah matahari yang sampai ke darat dan lautan berpotensi mengganggu proses semula jadi yang bergantung kepada cahaya matahari langsung.

Cadangan projek SRM mekanikal dan kimia

Bumi mempunyai sistem terbina dalam yang mengawal jumlah sinaran matahari yang masuk dan keluar. Ia melakukan ini dengan memantulkan dan mengagihkan semula cahaya dan haba, yang membantu mengawal suhu. Minat dalam manipulasi mekanikal dan kimia sistem ini terdiri daripada melepaskan zarah melalui suntikan aerosol stratosfera kepada membangunkan awan tebal berhampiran lautan melalui pencerahan awan marin.

Suntikan Aerosol Stratosfera (SAI) ialah pelepasan sasaran zarah sulfat bawaan udara untuk meningkatkan pemantulan bumi, mengurangkan jumlah cahaya matahari yang sampai ke tanah dan haba yang terperangkap di atmosfera. Secara teorinya sama dengan menggunakan pelindung matahari, geoengineering solar bertujuan untuk mengalihkan sedikit cahaya matahari dan haba di luar atmosfera, mengurangkan jumlah yang sampai ke permukaan.

Janji:

Konsep ini berdasarkan fenomena semula jadi yang berlaku seiring dengan letusan gunung berapi yang kuat. Pada tahun 1991, letusan Gunung Pinatubo di Filipina memuntahkan gas dan abu ke stratosfera, mengedarkan sejumlah besar sulfur dioksida. Angin menggerakkan sulfur dioksida ke seluruh dunia selama dua tahun, dan zarah-zarah itu diserap dan memantulkan cahaya matahari yang cukup untuk mengurangkan suhu global sebanyak 1 darjah Fahrenheit (0.6 darjah Celsius).

Ancaman:

SAI ciptaan manusia kekal sebagai konsep yang sangat teoretikal dengan beberapa kajian konklusif. Ketidakpastian ini hanya diburukkan lagi oleh perkara yang tidak diketahui tentang berapa lama projek suntikan perlu dilakukan dan apa yang berlaku jika (atau apabila) projek SAI gagal, dihentikan atau kekurangan pembiayaan. Projek-projek SAI mempunyai keperluan yang berpotensi tidak terbatas sebaik sahaja ia bermula, dan mungkin menjadi kurang berkesan dari semasa ke semasa. Kesan fizikal kepada suntikan sulfat atmosfera termasuk potensi hujan asid. Seperti yang dilihat dengan letusan gunung berapi, zarah sulfat mengembara ke seluruh dunia dan boleh memendap di kawasan yang biasanya tidak terjejas oleh bahan kimia tersebut, mengubah ekosistem dan mengubah pH tanah. Alternatif yang dicadangkan kepada aerosol sulfat ialah kalsium karbonat, molekul yang dijangka mempunyai kesan yang sama tetapi tidak sebanyak kesan sampingan seperti sulfat. Walau bagaimanapun, kajian pemodelan baru-baru ini menunjukkan kalsium karbonat boleh menjejaskan lapisan ozon secara negatif. Pantulan cahaya matahari yang masuk menimbulkan kebimbangan ekuiti selanjutnya. Pemendapan zarah, yang asal usulnya tidak diketahui dan berkemungkinan global, mungkin mewujudkan jurang perbezaan sebenar atau yang dilihat yang boleh memburukkan lagi ketegangan geopolitik. Projek SAI di Sweden telah dihentikan sementara pada 2021 selepas Majlis Saami, sebuah badan perwakilan Orang Asli Saami di Sweden, Norway, Finland dan Rusia, berkongsi kebimbangan mengenai campur tangan manusia dalam iklim. Naib presiden Majlis, Åsa Larsson Blind, menyatakan bahawa nilai orang Saami untuk menghormati alam semula jadi dan prosesnya secara langsung bertembung dengan jenis geoengineering solar ini.

Pencerahan Berasaskan Permukaan/Pengubahsuaian Albedo bertujuan untuk meningkatkan pemantulan bumi dan mengurangkan jumlah sinaran suria yang kekal di atmosfera. Daripada menggunakan kaedah kimia atau molekul, pencerahan berasaskan permukaan bertujuan untuk meningkatkan albedo, atau pemantulan, permukaan bumi melalui perubahan fizikal pada kawasan bandar, jalan raya, tanah pertanian, kawasan kutub dan lautan. Ini mungkin termasuk menutup kawasan ini dengan bahan pemantul atau tumbuhan untuk memantulkan dan mengalihkan cahaya matahari.

Janji:

Pencerahan berasaskan permukaan dijangka menawarkan sifat penyejukan langsung secara tempatan- sama seperti cara daun pokok boleh menaungi tanah di bawahnya. Projek jenis ini boleh dilaksanakan dalam skala yang lebih kecil, iaitu negara ke negara atau bandar ke bandar. Selain itu, pencerahan berasaskan permukaan mungkin dapat membantu membalikkan peningkatan haba yang dialami banyak bandar dan pusat bandar akibat daripada kesan haba pulau bandar.

Ancaman:

Pada peringkat teori dan konsep, pencerahan berasaskan permukaan kelihatan seperti ia boleh dilaksanakan dengan cepat dan cekap. Walau bagaimanapun, penyelidikan mengenai pengubahsuaian albedo kekal nipis dan banyak laporan menunjukkan potensi untuk kesan yang tidak diketahui dan tidak kemas. Usaha sedemikian tidak mungkin menawarkan penyelesaian global, tetapi pembangunan pencerahan berasaskan permukaan yang tidak sekata atau kaedah pengurusan sinaran suria yang lain boleh menyebabkan kesan global yang tidak diingini dan tidak dijangka pada peredaran atau kitaran air. Mencerahkan permukaan di kawasan tertentu boleh mengubah suhu serantau dan mengubah pergerakan zarah dan jirim ke hujung yang bermasalah. Selain itu, pencerahan berasaskan permukaan boleh menyebabkan pembangunan yang tidak saksama pada skala tempatan atau global, meningkatkan potensi untuk menukar dinamik kuasa.

Pencerahan Awan Marin (MCB) sengaja menggunakan semburan laut untuk menyemai awan paras rendah di atas lautan, menggalakkan pembentukan lapisan awan yang lebih cerah dan tebal. Awan ini menghalang sinaran masuk daripada sampai ke darat atau laut di bawah selain memantulkan sinaran kembali ke atmosfera.

Janji:

MCB berpotensi menurunkan suhu pada skala serantau dan mencegah kejadian pelunturan karang. Penyelidikan dan ujian awal telah menyaksikan beberapa kejayaan di Australia, dengan projek baru-baru ini di Great Barrier Reef. Aplikasi lain boleh termasuk menyemai awan di atas glasier untuk menghalang pencairan ais laut. Kaedah yang dicadangkan pada masa ini menggunakan air laut lautan, mengurangkan kesannya terhadap sumber semula jadi dan boleh dilakukan di mana-mana sahaja di dunia.

Ancaman:

Pemahaman manusia tentang MCB masih sangat tidak pasti. Ujian yang telah diselesaikan adalah terhad dan eksperimen, dengan penyelidik menyeru tadbir urus global atau tempatan mengenai etika memanipulasi ekosistem ini demi melindunginya. Beberapa ketidakpastian ini termasuk soalan tentang kesan langsung penyejukan dan pengurangan cahaya matahari pada ekosistem tempatan, serta kesan tidak diketahui peningkatan zarah bawaan udara terhadap kesihatan dan infrastruktur manusia. Setiap satu daripada ini akan bergantung pada susunan penyelesaian MCB, kaedah penggunaan dan jumlah MCB yang dijangkakan. Apabila awan berbiji bergerak melalui kitaran air, air, garam, dan molekul lain akan kembali ke bumi. Mendapan garam boleh menjejaskan persekitaran binaan, termasuk perumahan manusia, dengan mempercepatkan kemerosotan. Mendapan ini juga boleh mengubah kandungan tanah, menjejaskan nutrien dan keupayaan tumbuhan untuk berkembang. Kebimbangan luas ini mencalarkan permukaan yang tidak diketahui disertai dengan MCB.

Sementara SAI, pengubahsuaian albedo dan MCB berfungsi untuk mencerminkan sinaran suria masuk, Cirrus Cloud Thinning (CCT) melihat peningkatan sinaran keluar. Awan cirrus menyerap dan memantulkan haba, dalam bentuk sinaran, kembali ke bumi. Penipisan Awan Cirrus telah dicadangkan oleh saintis untuk mengurangkan haba yang dipantulkan oleh awan ini dan membenarkan lebih banyak haba keluar dari atmosfera, secara teorinya menurunkan suhu. Para saintis menjangkakan penipisan awan ini dengan menyembur awan dengan zarah untuk mengurangkan jangka hayat dan ketebalannya.

Janji:

CCT berjanji untuk mengurangkan suhu global dengan meningkatkan jumlah sinaran untuk melarikan diri dari atmosfera. Penyelidikan semasa menunjukkan bahawa ini pengubahsuaian boleh mempercepatkan kitaran air, meningkatkan kerpasan dan memberi manfaat kepada kawasan yang terdedah kepada kemarau. Penyelidikan baru selanjutnya menunjukkan bahawa penurunan suhu ini boleh membantu ais laut perlahan mencair dan membantu dalam mengekalkan penutup ais kutub. 

Ancaman: 

Laporan Panel Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim (IPCC) 2021 mengenai perubahan iklim dan sains fizikal yang ditunjukkan bahawa CCT tidak difahami dengan baik. Pengubahsuaian cuaca jenis ini boleh mengubah corak kerpasan dan menyebabkan kesan yang tidak diketahui kepada ekosistem dan pertanian. Kaedah yang dicadangkan untuk CCT pada masa ini termasuk menyembur awan dengan bahan zarah. Walaupun sejumlah zarah dijangka menyumbang kepada penipisan awan, lebihan suntikan zarah mungkin benih awan sebaliknya. Awan berbiji ini mungkin menjadi lebih tebal dan memerangkap haba, bukannya menjadi lebih nipis dan membebaskan haba. 

Cermin Angkasa adalah kaedah lain yang dicadangkan oleh penyelidik untuk mengubah hala dan menyekat cahaya matahari yang masuk. Kaedah ini mencadangkan meletakkan objek yang sangat reflektif di angkasa untuk menyekat atau memantulkan sinaran suria yang masuk.

Janji:

Cermin angkasa dijangka akan mengurangkan jumlah sinaran memasuki atmosfera dengan menghentikannya sebelum sampai ke planet. Ini akan mengakibatkan kurang haba memasuki atmosfera dan menyejukkan planet.

Ancaman:

Kaedah berasaskan ruang adalah sangat teori dan disertakan dengan a kekurangan sastera dan data empirikal. Tidak diketahui tentang kesan jenis projek ini hanyalah sebahagian daripada kebimbangan yang dipegang oleh ramai penyelidik. Kebimbangan tambahan termasuk sifat projek angkasa yang mahal, kesan langsung daripada pengalihan sinaran sebelum sampai ke permukaan bumi, kesan tidak langsung pengurangan atau penyingkiran cahaya bintang untuk haiwan marin yang bergantung pada navigasi cakerawala, potensi risiko penamatan, dan kekurangan tadbir urus angkasa antarabangsa.

Pergerakan ke arah masa depan yang lebih sejuk?

Dengan mengalihkan sinaran suria untuk mengurangkan suhu planet, pengurusan sinaran suria cuba menjawab simptom perubahan iklim dan bukannya menangani masalah itu secara berterusan. Bidang kajian ini penuh dengan potensi akibat yang tidak diingini. Di sini, penilaian risiko-risiko adalah penting untuk menentukan sama ada risiko sesuatu projek berbaloi dengan risiko kepada planet ini atau risiko perubahan iklim sebelum melaksanakan sebarang projek secara besar-besaran. Potensi projek SRM untuk menjejaskan seluruh planet menunjukkan keperluan untuk sebarang analisis risiko untuk memasukkan pertimbangan terhadap risiko terhadap alam sekitar semula jadi, ketegangan geopolitik yang memburuk, dan kesan terhadap peningkatan ketidaksamaan global. Dengan sebarang rancangan untuk mengubah iklim rantau, atau planet secara keseluruhan, projek mesti memusatkan pertimbangan ekuiti dan penglibatan pihak berkepentingan.