प्लानेटरी सनस्क्रिन: सौर्य विकिरण परिमार्जन

ब्रेकिङ डाउन क्लाइमेट जियोइन्जिनियरिङ भाग १

भाग १: अनन्त अज्ञातहरू
भाग २: महासागर कार्बन डाइअक्साइड हटाउने
भाग ४: नैतिकता, इक्विटी र न्यायलाई ध्यानमा राख्दै

सौर्य विकिरण परिमार्जन (SRM) जलवायु जियोइन्जिनियरिङको एक रूप हो जसले सूर्यको किरणलाई अन्तरिक्षमा फिर्ता प्रतिबिम्बित गर्ने - ग्रहको तापक्रमलाई उल्टाउने लक्ष्य राख्छ। यो परावर्तन बढाउँदा सूर्यको प्रकाशको मात्रा घट्छ जसले वायुमण्डल र पृथ्वीको सतहमा कृत्रिम रूपमा ग्रहलाई चिसो बनाउँछ। 

प्राकृतिक प्रणालीहरू मार्फत, पृथ्वीले आफ्नो तापक्रम र जलवायु कायम राख्न सूर्यको प्रकाशलाई प्रतिबिम्बित गर्छ र अवशोषित गर्छ, बादल, वायुजनित कणहरू, पानी, र महासागर सहित अन्य सतहहरूसँग अन्तरक्रिया गर्छ। हाल, त्यहाँ कुनै प्रस्तावित प्राकृतिक वा परिष्कृत प्राकृतिक SRM परियोजनाहरू छैनन्, त्यसैले SRM प्रविधिहरू मुख्य रूपमा मेकानिकल र रासायनिक श्रेणीमा पर्छन्। यी परियोजनाहरूले मुख्यतया सूर्यसँग पृथ्वीको प्राकृतिक अन्तरक्रियालाई परिवर्तन गर्न खोज्छन्। तर, जमिन र महासागरमा पुग्ने सूर्यको मात्रा घटाउँदा प्रत्यक्ष सूर्यको प्रकाशमा निर्भर हुने प्राकृतिक प्रक्रियाहरूलाई असर गर्ने सम्भावना हुन्छ।

प्रस्तावित मेकानिकल र रासायनिक SRM परियोजनाहरू

पृथ्वीमा एक निर्मित प्रणाली छ जसले सूर्यबाट आउने र बाहिर जाने विकिरणको मात्रालाई नियन्त्रण गर्दछ। यसले प्रकाश र तापलाई प्रतिबिम्बित र पुन: वितरण गरेर गर्छ, जसले तापमान विनियमित गर्न मद्दत गर्दछ। यी प्रणालीहरूको मेकानिकल र रासायनिक हेरफेरमा रुचि स्ट्र्याटोस्फेरिक एरोसोल इन्जेक्सन मार्फत कणहरू रिलिज गर्नेदेखि लिएर समुद्री क्लाउड ब्राइटनिंग मार्फत समुद्रको नजिक बाक्लो बादलहरू विकास गर्ने दायरा हो।

स्ट्रेटोस्फेरिक एरोसोल इन्जेक्शन (SAI) पृथ्वीको परावर्तन बढाउन, जमिनमा पुग्ने सूर्यको प्रकाश र वायुमण्डलमा फसेको तापलाई घटाउन वायुजनित सल्फेट कणहरूको लक्षित रिलीज हो। सैद्धान्तिक रूपमा सनस्क्रिन प्रयोग गर्नु जस्तै, सौर्य जियोइन्जिनियरिङको उद्देश्य केही सूर्यको किरण र तापलाई वायुमण्डलको बाहिर रिडिरेक्ट गर्ने, सतहमा पुग्ने मात्रा घटाएर।

प्रतिज्ञा:

यो अवधारणा प्राकृतिक घटनामा आधारित छ जुन तीव्र ज्वालामुखी विष्फोटको साथ मिलाएर हुन्छ। 1991 मा, फिलिपिन्समा माउन्ट पिनाटुबोको विष्फोटले ग्याँस र खरानी स्ट्र्याटोस्फियरमा फैलायो, ​​जसले ठूलो मात्रामा सल्फर डाइअक्साइड वितरण गर्‍यो। हावाले दुई वर्षसम्म सल्फर डाइअक्साइडलाई विश्वभर सार्यो, र कणहरू अवशोषित र विश्वको तापक्रम १ डिग्री फारेनहाइट (०.६ डिग्री सेल्सियस) घटाउन पर्याप्त सूर्यको प्रकाश परावर्तित.

धम्की:

मानव द्वारा निर्मित SAI केहि निर्णायक अध्ययन संग एक उच्च सैद्धांतिक अवधारणा रहन्छ। यो अनिश्चितता केवल इन्जेक्शन परियोजनाहरू कहिलेसम्म हुन आवश्यक छ र यदि (वा कहिले) SAI परियोजनाहरू असफल भए, बन्द भए, वा कोषको अभाव भयो भने के हुन्छ भन्ने बारे अज्ञातहरूले मात्र बढाउँछ। SAI परियोजनाहरू एक पटक सुरु भएपछि तिनीहरूको सम्भावित अनिश्चित आवश्यकता हुन्छ, र समय संग कम प्रभावकारी हुन सक्छ। वायुमण्डलीय सल्फेट इन्जेक्सनहरूमा हुने शारीरिक असरहरूमा एसिड वर्षाको सम्भावना समावेश छ। ज्वालामुखी विष्फोट संग देखिए जस्तै, सल्फेट कणहरू संसारभर यात्रा गर्छन् र त्यस्ता रसायनहरूले सामान्यतया अप्रभावित क्षेत्रहरूमा जम्मा गर्न सक्छ, पारिस्थितिक प्रणाली परिवर्तन र माटो pH परिवर्तन। एरोसोल सल्फेटको प्रस्तावित विकल्प क्याल्सियम कार्बोनेट हो, एक अणु जसको समान प्रभाव हुने अपेक्षा गरिएको छ तर सल्फेटको रूपमा धेरै साइड इफेक्टहरू छैनन्। यद्यपि, भर्खरको मोडलिङ अध्ययनहरूले क्याल्सियम कार्बोनेटलाई संकेत गर्दछ ओजोन तहलाई नकारात्मक असर पार्न सक्छ। आगमन सूर्यको प्रकाशको प्रतिबिम्बले थप इक्विटी चिन्ताहरू खडा गर्दछ। कणहरूको निक्षेप, जसको उत्पत्ति अज्ञात र सम्भव विश्वव्यापी छ, वास्तविक वा कथित असमानताहरू सिर्जना गर्न सक्छ जसले भू-राजनीतिक तनावलाई बिग्रन सक्छ। स्वीडेन, नर्वे, फिनल्याण्ड र रसियाका आदिवासी सामी जनताको प्रतिनिधि निकाय सामी काउन्सिलले जलवायुमा मानव हस्तक्षेपको बारेमा चिन्ता साझा गरेपछि स्वीडेनमा एउटा SAI परियोजना २०२१ मा पज गरिएको थियो। काउन्सिलका उपाध्यक्ष, आसा लार्सन ब्लाइन्डले भने प्रकृति र यसका प्रक्रियाहरूलाई सम्मान गर्ने सामी मानिसहरूको मूल्यमान्यतामा प्रत्यक्ष टकराव भयो यस प्रकारको सौर्य जियोइन्जिनियरिङको साथ।

सतह आधारित उज्यालो/अल्बेडो परिमार्जनको उद्देश्य पृथ्वीको परावर्तन बढाउने र वायुमण्डलमा रहेको सौर्य विकिरणको मात्रा घटाउने हो। रसायन विज्ञान वा आणविक विधिहरू प्रयोग गर्नुको सट्टा, सतह आधारित उज्यालोले अल्बेडो बढाउन खोज्छशहरी क्षेत्र, सडक, कृषि भूमि, ध्रुवीय क्षेत्रहरू र महासागरहरूमा भौतिक परिवर्तनहरू मार्फत पृथ्वीको सतहको परावर्तन। यसले यी क्षेत्रहरूलाई प्रतिबिम्बित सामग्री वा बिरुवाहरूले सूर्यको किरणलाई प्रतिबिम्बित गर्न र पुन: निर्देशित गर्न समावेश गर्न सक्छ।

प्रतिज्ञा:

सतहमा आधारित उज्यालोले स्थानीय आधारमा प्रत्यक्ष चिसो गुणहरू प्रदान गर्ने अपेक्षा गरिएको छ- जसरी रूखका पातहरूले यसको मुनिको जमिनलाई छाया गर्न सक्छन्। यस प्रकारको परियोजना साना तराजूमा लागू गर्न सकिन्छ, जस्तै देश-देश वा शहर-शहर। थप रूपमा, सतह आधारित उज्यालो मद्दत गर्न सक्षम हुन सक्छ बढेको गर्मीलाई धेरै सहर र सहरी केन्द्रहरूले अनुभव गर्छन् शहरी टापु गर्मी प्रभाव को परिणाम को रूप मा।

धम्की:

सैद्धान्तिक र वैचारिक स्तरमा, सतह आधारित उज्यालो यो छिटो र कुशलतापूर्वक लागू गर्न सकिन्छ जस्तो देखिन्छ। यद्यपि, अल्बेडो परिमार्जनको अनुसन्धान पातलो रहन्छ र धेरै रिपोर्टहरूले अज्ञात र गन्दा प्रभावहरूको सम्भावनालाई संकेत गर्दछ। त्यस्ता प्रयासहरूले विश्वव्यापी समाधान प्रस्ताव गर्ने सम्भावना छैन, तर सतहमा आधारित उज्यालो वा अन्य सौर्य विकिरण व्यवस्थापन विधिहरूको असमान विकास हुन सक्छ। परिसंचरण वा जल चक्रमा अवांछित र अप्रत्याशित विश्वव्यापी प्रभावहरू। केही क्षेत्रहरूमा सतहलाई उज्यालो बनाउनुले क्षेत्रीय तापक्रम परिवर्तन गर्न सक्छ र कणहरू र पदार्थहरूको आन्दोलनलाई समस्याग्रस्त अन्त्यहरूमा परिवर्तन गर्न सक्छ। थप रूपमा, सतहमा आधारित उज्यालोले स्थानीय वा विश्वव्यापी स्तरमा असमान विकास निम्त्याउन सक्छ, शक्ति गतिशीलता परिवर्तन गर्ने सम्भावना बढाउँछ।

मरीन क्लाउड ब्राइटनिङ (MCB) ले उद्देश्यपूर्ण रूपमा समुद्रमा तल्लो तहको बादलको बीउ बनाउन समुद्री स्प्रेको प्रयोग गर्दछ, जसको निर्माणलाई प्रोत्साहित गर्दै उज्यालो र बाक्लो बादल तह। यी बादलहरूले आगमन विकिरणलाई वायुमण्डलतिर फर्काउने विकिरण प्रतिबिम्बित गर्नुको साथै तलको भूमि वा समुद्रमा पुग्नबाट रोक्छन्।

प्रतिज्ञा:

MCB सँग क्षेत्रीय स्तरमा तापक्रम घटाउने र कोरल ब्लीचिङ घटनाहरूलाई रोक्न सक्ने क्षमता छ। अनुसन्धान र प्रारम्भिक परीक्षणहरूले अष्ट्रेलियामा हालैको परियोजनाको साथ केही सफलता देखेको छ ग्रेट ब्यारियर रीफ मा। अन्य अनुप्रयोगहरूले समुद्री बरफ पग्लन रोक्न हिमनदीहरूमा बादलहरू रोप्ने समावेश गर्न सक्छ। हालको प्रस्तावित विधिले महासागरको समुद्री पानी प्रयोग गर्दछ, प्राकृतिक स्रोतहरूमा यसको प्रभावलाई कम गर्दै र विश्वको कुनै पनि ठाउँमा प्रदर्शन गर्न सकिन्छ।

धम्की:

MCB को मानवीय बुझाइ अत्यधिक अनिश्चित रहन्छ। सम्पन्न भएका परीक्षणहरू सीमित र प्रयोगात्मक छन् अनुसन्धानकर्ताहरूले विश्वव्यापी वा स्थानीय शासनको लागि आह्वान गर्छन् यी इकोसिस्टमलाई जोगाउनको लागि हेरफेर गर्ने नैतिकतामा। यी अनिश्चितताहरू मध्ये केही स्थानीय पारिस्थितिकी तंत्रहरूमा शीतलन र कम सूर्यको प्रकाशको प्रत्यक्ष प्रभाव, साथै मानव स्वास्थ्य र पूर्वाधारमा बढेको वायुजनित कणहरूको अज्ञात प्रभावको बारेमा प्रश्नहरू समावेश छन्। यी मध्ये प्रत्येक MCB समाधानको मेकअप, डिप्लोइमेन्ट विधि, र MCB को अनुमानित मात्रामा निर्भर हुनेछ। जति बीजी बादलहरू जलचक्रमा जान्छन्, पानी, नुन र अन्य अणुहरू पृथ्वीमा फर्किनेछन्। नुन भण्डारले मानव आवास सहित निर्मित वातावरणलाई असर गर्न सक्छ, बिग्रने गति बढाएर। यी निक्षेपहरूले माटोको सामग्रीलाई पनि परिवर्तन गर्न सक्छ, पोषक तत्वहरू र बिरुवाहरू बढ्न सक्ने क्षमतालाई असर गर्छ। यी व्यापक सरोकारहरूले MCB सँगसँगै अज्ञातहरूको सतहलाई खरोंच गर्छन्।

जब SAI, albedo परिमार्जन, र MCB आगमन सौर विकिरण प्रतिबिम्बित गर्न काम गर्दछ, Cirrus Cloud Thinning (CCT) ले बहिर्गमन विकिरण बढ्दो देखिन्छ। सिरस बादलहरूले तातो अवशोषित र प्रतिबिम्बित गर्दछ, विकिरणको रूपमा, पृथ्वीमा फिर्ता। साइरस क्लाउड थिनिङलाई वैज्ञानिकहरूले यी बादलहरूबाट परावर्तित तापलाई कम गर्न र सैद्धान्तिक रूपमा तापक्रम घटाउँदै वायुमण्डलबाट बाहिर निस्कन थप तातो बनाउन प्रस्ताव गरेका छन्। वैज्ञानिकहरूले यी बादलहरू पातलो हुने अनुमान गरेका छन् कणहरूसँग बादलहरू स्प्रे गर्दै आफ्नो आयु र मोटाई कम गर्न।

प्रतिज्ञा:

CCT ले वायुमण्डलबाट बच्न विकिरणको मात्रा बढाएर विश्वव्यापी तापक्रम घटाउने वाचा गर्दछ। हालको अनुसन्धानले यो संकेत गर्दछ परिमार्जनले पानी चक्रलाई गति दिन सक्छ, बढ्दो वर्षा र सुख्खाको जोखिममा लाभदायक क्षेत्रहरू। नयाँ अनुसन्धानले थप संकेत गर्छ कि यो तापमान घटाउन मद्दत गर्न सक्छ ढिलो समुद्री बरफ पग्लिन्छ र ध्रुवीय बरफ टोपीहरू कायम राख्न मद्दत गर्दछ। 

धम्की: 

जलवायु परिवर्तन र भौतिक विज्ञान सम्बन्धी २०२१ को अन्तरसरकारी प्यानल (IPCC) रिपोर्ट त्यो CCT राम्रोसँग बुझिएको छैन। यस प्रकारको मौसम परिमार्जनले वर्षाको ढाँचा परिवर्तन गर्न सक्छ र पारिस्थितिक प्रणाली र कृषिमा अज्ञात प्रभाव पार्न सक्छ। CCT को लागि हाल प्रस्तावित विधिहरूमा कणको साथ बादलहरू स्प्रे गर्ने समावेश छ। कणहरूको एक निश्चित मात्राले बादललाई पातलो बनाउन योगदान पुर्‍याउने अपेक्षा गरिन्छ, कणहरूको इंजेक्शनमा बरु बादल रोप्न सक्छ। यी बीउ भएका बादलहरू पातलो बन्न र तातो छोड्नुको सट्टा बाक्लो र जाल ताप समाप्त हुन सक्छ। 

ठाउँ दर्पण अन्वेषकहरूले आगमन सूर्यको प्रकाशलाई रिडिरेक्ट र अवरुद्ध गर्ने अर्को तरिका हो। यो विधि सुझाव दिन्छ उच्च प्रतिबिम्बित वस्तुहरू राख्दै आगमन सौर्य विकिरण रोक्न वा प्रतिबिम्बित गर्न अन्तरिक्षमा।

प्रतिज्ञा:

स्पेस मिररहरू अपेक्षित छन् विकिरणको मात्रा घटाउनुहोस् यो ग्रहमा पुग्नु अघि यसलाई रोकेर वायुमण्डलमा प्रवेश गर्नुहोस्। यसले गर्दा वायुमण्डलमा कम ताप आउने र ग्रहलाई चिसो पार्ने परिणाम हुन्छ।

धम्की:

अन्तरिक्ष आधारित विधिहरू अत्यधिक सैद्धान्तिक छन् र ए साहित्यको अभाव र अनुभवजन्य डेटा। यस प्रकारको परियोजनाको प्रभावको बारेमा अज्ञात धेरै शोधकर्ताहरूले राखेका चिन्ताहरूको मात्र एक भाग हो। थप चिन्ताहरू अन्तरिक्ष परियोजनाहरूको महँगो प्रकृति, पृथ्वीको सतहमा पुग्नु अघि विकिरणको प्रत्यक्ष प्रभाव, समुद्री जनावरहरूको लागि तारा प्रकाश घटाउने वा हटाउने अप्रत्यक्ष प्रभाव समावेश गर्दछ। आकाशीय नेभिगेसनमा भर पर्नुहोस्, सम्भाव्यता समाप्ति जोखिम, र अन्तर्राष्ट्रिय अन्तरिक्ष शासनको अभाव।

एक कूलर भविष्य तिर आन्दोलन?

ग्रहको तापक्रम घटाउन सौर्य विकिरण पुननिर्देशित गरेर, सौर्य विकिरण व्यवस्थापनले समस्यालाई सम्बोधन गर्नुको सट्टा जलवायु परिवर्तनको लक्षणको जवाफ दिने प्रयास गर्दछ। अध्ययनको यो क्षेत्र सम्भावित अप्रत्याशित परिणामहरूको साथ व्याप्त छ। यहाँ, कुनै परियोजनाको जोखिम ग्रहको लागि जोखिम वा जलवायु परिवर्तनको जोखिमलाई ठूलो मात्रामा कार्यान्वयन गर्नु अघि यो निर्धारण गर्नको लागि जोखिम-जोखिम मूल्याङ्कन महत्त्वपूर्ण छ। SRM परियोजनाहरूले सम्पूर्ण ग्रहलाई असर गर्ने सम्भाव्यताले प्राकृतिक वातावरण, भू-राजनीतिक तनावको वृद्धि, र बढ्दो विश्वव्यापी असमानताहरूमा पर्ने प्रभावलाई समावेश गर्न कुनै पनि जोखिम विश्लेषणको आवश्यकता देखाउँछ। कुनै पनि क्षेत्र वा सम्पूर्ण ग्रहको जलवायु परिवर्तन गर्ने योजनाको साथ, परियोजनाहरूले इक्विटी र सरोकारवालाहरूको संलग्नतालाई केन्द्रमा राख्नुपर्छ।