Planetárny opaľovací krém: Modifikácia slnečného žiarenia

Rozdelenie klimatického geoinžinierstva 3. časť

Časť 1: Nekonečné neznáme
Časť 2: Odstránenie oxidu uhličitého v oceáne
Časť 4: Zváženie etiky, rovnosti a spravodlivosti

Modifikácia slnečného žiarenia (SRM) je forma klimatického geoinžinierstva, ktorej cieľom je zvýšiť množstvo slnečného svetla odrazeného späť do vesmíru – zvrátiť otepľovanie planéty. Zvýšením tejto odrazivosti sa zníži množstvo slnečného svetla, ktoré sa dostane do atmosféry a na zemský povrch, čím sa umelo ochladzuje planéta. 

Prostredníctvom prírodných systémov Zem odráža a absorbuje slnečné svetlo, aby si udržala svoju teplotu a klímu, pričom interaguje s mrakmi, vzdušnými časticami, vodou a inými povrchmi – vrátane oceánu. v súčasnosti nie sú navrhnuté žiadne prírodné alebo vylepšené prírodné projekty SRM, takže technológie SRM primárne spadajú do mechanickej a chemickej kategórie. Tieto projekty sa snažia predovšetkým zmeniť prirodzenú interakciu Zeme so Slnkom. Zníženie množstva slnka, ktoré dopadá na pevninu a oceán, má však potenciál narušiť prírodné procesy, ktoré závisia od priameho slnečného žiarenia.

Navrhované mechanické a chemické projekty SRM

Zem má zabudovaný systém, ktorý riadi množstvo slnečného žiarenia, ktoré prichádza a vychádza. Robí to tak, že odráža a prerozdeľuje svetlo a teplo, čo pomáha regulovať teplotu. Záujem o mechanickú a chemickú manipuláciu s týmito systémami siaha od uvoľňovania častíc cez vstrekovanie stratosférického aerosólu až po vytváranie hustejších oblakov v blízkosti oceánu prostredníctvom zjasňovania morských oblakov.

Stratosférické aerosólové vstrekovanie (SAI) je cielené uvoľňovanie častíc síranu vo vzduchu na zvýšenie odrazivosti zeme, čím sa znižuje množstvo slnečného žiarenia, ktoré dopadá na zem, a teplo zachytené v atmosfére. Teoreticky podobne ako používanie opaľovacích krémov, solárne geoinžinierstvo má za cieľ presmerovať časť slnečného svetla a tepla mimo atmosféru, čím sa zníži množstvo, ktoré dosiahne povrch.

Sľub:

Tento koncept je založený na prírodných javoch, ktoré sa vyskytujú v tandeme s intenzívnymi sopečnými erupciami. V roku 1991 erupcia Mount Pinatubo na Filipínach vychrlila plyn a popol do stratosféry, čím sa rozdelili masové množstvá oxidu siričitého. Vetry presúvali oxid siričitý po celom svete dva roky a častice absorbovali a odráža dostatok slnečného svetla na zníženie globálnej teploty o 1 stupeň Fahrenheita (0.6 stupňa Celzia).

Hrozba:

SAI vytvorený človekom zostáva vysoko teoretickým konceptom s niekoľkými presvedčivými štúdiami. Táto neistota je len umocnená neznámymi informáciami o tom, ako dlho budú musieť projekty injekcií prebiehať a čo sa stane, ak (alebo kedy) projekty SAI zlyhajú, prerušia sa alebo im chýbajú financie. Projekty SAI majú potenciálne neurčitú potrebu, keď sa začnú, a môže byť časom menej účinný. Fyzikálne dôsledky pre atmosférické sulfátové injekcie zahŕňajú potenciál pre kyslý dážď. Ako je vidieť pri sopečných erupciách, častice síranu cestujú po celom svete a sa môžu ukladať v oblastiach, ktoré sú zvyčajne neovplyvnené takýmito chemikáliami, zmena ekosystémov a zmena pH pôdy. Navrhovanou alternatívou k aerosólovému sulfátu je uhličitan vápenatý, molekula, od ktorej sa očakáva, že bude mať podobný vplyv, ale nie toľko vedľajších účinkov ako síran. Nedávne modelovacie štúdie však naznačujú uhličitan vápenatý môže mať negatívny vplyv na ozónovú vrstvu. Odraz prichádzajúceho slnečného svetla vyvoláva ďalšie obavy týkajúce sa rovnosti. Ukladanie častíc, ktorých pôvod je neznámy a možný globálny, môže vytvárať skutočné alebo vnímané rozdiely, ktoré by mohli zhoršiť geopolitické napätie. Projekt SAI vo Švédsku bol pozastavený v roku 2021 po tom, čo saamská rada, zastupiteľský orgán domorodých Saamov zo Švédska, Nórska, Fínska a Ruska, zdieľala obavy z ľudského zásahu do klímy. Uviedla to podpredsedníčka Rady Åsa Larsson Blind hodnoty Saamov rešpektovať prírodu a jej procesy priamo narážali s týmto typom solárneho geoinžinierstva.

Surface Based Brightening/Albedo Modification má za cieľ zvýšiť odrazivosť Zeme a znížiť množstvo slnečného žiarenia, ktoré zostáva v atmosfére. Namiesto použitia chémie alebo molekulárnych metód, povrchové zjasnenie sa snaží zvýšiť albedoalebo odrazivosť zemského povrchu prostredníctvom fyzických zmien mestských oblastí, ciest, poľnohospodárskej pôdy, polárnych oblastí a oceánov. To môže zahŕňať pokrytie týchto oblastí reflexnými materiálmi alebo rastlinami na odraz a presmerovanie slnečného svetla.

Sľub:

Očakáva sa, že povrchové zjasnenie ponúkne priame chladiace vlastnosti na miestnej báze – podobne ako listy stromu môžu zatieniť zem pod ním. Tento typ projektu sa môže realizovať v menšom rozsahu, tj krajina ku krajine alebo mesto k mestu. Okrem toho môže pomôcť zjasnenie na báze povrchu zvrátiť zvýšené teplo, ktoré zažívajú mnohé mestá a centrá miest v dôsledku mestského ostrovného tepelného efektu.

Hrozba:

Na teoretickej a koncepčnej úrovni sa zdá, že povrchové zjasnenie by sa dalo implementovať rýchlo a efektívne. Výskum modifikácie albeda však zostáva slabý a mnohé správy naznačujú potenciál pre neznáme a chaotické účinky. Je nepravdepodobné, že by takéto úsilie ponúklo globálne riešenie, ale nerovnomerný vývoj povrchového zjasňovania alebo iných metód riadenia slnečného žiarenia by mohol spôsobiť nežiaduce a nepredvídané globálne vplyvy na obeh alebo kolobeh vody. Rozjasnenie povrchu v určitých oblastiach môže zmeniť regionálne teploty a zmeniť pohyb častíc a hmoty do problematických končín. Okrem toho môže povrchové zjasnenie spôsobiť nespravodlivý vývoj v lokálnom alebo globálnom meradle, čím sa zvýši potenciál pre posun dynamiky výkonu.

Marine Cloud Brightening (MCB) cielene využíva morský sprej na zasiatie oblakov nízkej úrovne nad oceánom, čím podporuje tvorbu jasnejšia a hrubšia vrstva oblakov. Tieto oblaky bránia prichádzajúcemu žiareniu, aby sa dostalo na pevninu alebo more pod nimi, okrem toho, že odrážajú žiarenie späť do atmosféry.

Sľub:

MCB má potenciál znižovať teploty v regionálnom meradle a predchádzať javom bielenia koralov. Výskum a prvé testy zaznamenali v Austrálii určitý úspech s nedávnym projektom pri Veľkej koralovej bariére. Iné aplikácie by mohli zahŕňať nasadenie oblakov nad ľadovcami na zastavenie topenia morského ľadu. V súčasnosti navrhovaná metóda využíva morskú vodu z oceánu, čím sa znižuje jej vplyv na prírodné zdroje a mohla by sa vykonávať kdekoľvek na svete.

Hrozba:

Ľudské chápanie MCB zostáva veľmi neisté. Testy, ktoré boli dokončené, sú obmedzené a experimentálne, s výskumníkov požadujúcich globálne alebo lokálne riadenie o etike manipulácie s týmito ekosystémami v záujme ich ochrany. Niektoré z týchto neistôt zahŕňajú otázky o priamom vplyve chladenia a zníženého slnečného žiarenia na miestne ekosystémy, ako aj neznámeho vplyvu zvýšeného množstva častíc vo vzduchu na ľudské zdravie a infraštruktúru. Každá z nich bude závisieť od zloženia riešenia MCB, spôsobu nasadenia a množstva predpokladaného MCB. Keď sa naočkované oblaky pohybujú vodným cyklom, voda, soľ a ďalšie molekuly sa vrátia na zem. Nánosy soli môžu ovplyvniť zastavané prostredie vrátane ľudských obydlí, urýchlením zhoršovania. Tieto usadeniny môžu tiež zmeniť obsah pôdy, čo ovplyvňuje živiny a schopnosť rastlín rásť. Tieto široké obavy poškriabajú povrch neznámych vecí sprevádzaných MCB.

Zatiaľ čo SAI, modifikácia albedo a MCB pracujú na odraze prichádzajúceho slnečného žiarenia, Cirrus Cloud Thnning (CCT) sa zameriava na zvýšenie odchádzajúceho žiarenia. Cirrusové oblaky absorbujú a odrážajú teplovo forme žiarenia späť na zem. Vedci navrhli riedenie oblakov Cirrus Cloud, aby znížili teplo odrážané týmito oblakmi a umožnili väčšiemu teplu uniknúť z atmosféry, čím sa teoreticky znížia teploty. Vedci predpokladajú, že tieto oblaky sa preriedia rozprašovanie oblakov časticami znížiť ich životnosť a hrúbku.

Sľub:

CCT sľubuje zníženie globálnej teploty zvýšením množstva žiarenia unikajúceho z atmosféry. Súčasný výskum naznačuje, že toto úprava môže urýchliť kolobeh vodyzvýšenie zrážok a prínos pre oblasti náchylné na sucho. Nový výskum ďalej naznačuje, že toto zníženie teploty môže pomôcť pomalé topenie morského ľadu a pomoc pri udržiavaní polárnych ľadovcov. 

Hrozba: 

Správa Medzivládneho panelu pre zmenu klímy (IPCC) z roku 2021 o zmene klímy a fyzikálnych vedách uviedla že CCT nie je dobre pochopené. Modifikácia počasia tohto typu môže zmeniť zrážkové vzorce a spôsobiť neznáme vplyvy na ekosystémy a poľnohospodárstvo. V súčasnosti navrhované metódy pre CCT zahŕňajú rozprašovanie oblakov časticami. Zatiaľ čo sa očakáva, že určité množstvo častíc prispeje k zriedeniu oblakov, nad vstrekovaním častíc môže namiesto toho zasiať oblaky. Tieto nasadené oblaky môžu skončiť hustejšie a zachytávať teplo, namiesto toho, aby sa stenčili a uvoľnili teplo. 

Vesmírne zrkadlá sú ďalšou metódou, ktorú výskumníci navrhli na presmerovanie a blokovanie prichádzajúceho slnečného svetla. Táto metóda naznačuje umiestnenie vysoko reflexných predmetov v priestore, aby blokovali alebo odrážali prichádzajúce slnečné žiarenie.

Sľub:

Očakávajú sa priestorové zrkadlá znížiť množstvo žiarenia vstupom do atmosféry jej zastavením skôr, ako dosiahne planétu. To by malo za následok, že by sa do atmosféry dostalo menej tepla a ochladilo by sa planéta.

Hrozba:

Vesmírne metódy sú vysoko teoretické a sú sprevádzané a nedostatok literatúry a empirické údaje. Neznáme informácie o vplyve tohto typu projektu sú len jednou časťou obáv mnohých výskumníkov. Medzi ďalšie obavy patrí nákladný charakter vesmírnych projektov, priamy vplyv presmerovania žiarenia pred dosiahnutím zemského povrchu, nepriamy vplyv zníženia alebo odstránenia svetla hviezd pre morské živočíchy, ktoré spoliehať sa na nebeskú navigáciu, potenciál riziko ukončeniaa nedostatok medzinárodného riadenia vesmíru.

Pohyb smerom k chladnejšej budúcnosti?

Presmerovaním slnečného žiarenia na zníženie teploty planét, Manažment slnečného žiarenia sa skôr pokúša odpovedať na symptóm klimatických zmien, než riešiť problém priamo. Táto oblasť štúdia je plná potenciálnych nezamýšľaných dôsledkov. V tomto prípade je posúdenie rizika a rizika rozhodujúce, aby sa určilo, či riziko projektu stojí za riziko pre planétu alebo riziko zmeny klímy pred implementáciou akéhokoľvek projektu vo veľkom meradle. Potenciál projektov SRM ovplyvniť celú planétu ukazuje, že je potrebné, aby každá analýza rizika zahŕňala zváženie rizika pre prírodné prostredie, zhoršenie geopolitického napätia a vplyv na rastúce globálne nerovnosti. Pri akomkoľvek pláne na zmenu klímy regiónu alebo planéty ako celku sa musia projekty sústrediť na spravodlivosť a zapojenie zainteresovaných strán.