Планетарна крема за сунчање: модификација соларног зрачења

Разбијање климатског геоинжењеринга, 3. део

Део 1: Бескрајне непознанице
Део 2: Уклањање океанског угљен-диоксида
Део 4: Разматрање етике, правичности и правде

Модификација соларног зрачења (СРМ) је облик климатског геоинжењеринга који има за циљ да повећа количину сунчеве светлости која се рефлектује назад у свемир – да би се преокренуло загревање планете. Повећање ове рефлексивности смањује количину сунчеве светлости која доспева у атмосферу и површину Земље, вештачки хладећи планету. 

Кроз природне системе, Земља рефлектује и апсорбује сунчеву светлост да би одржала своју температуру и климу, у интеракцији са облацима, честицама у ваздуху, водом и другим површинама – укључујући океан. Тренутно, не постоје предложени природни или побољшани природни СРМ пројекти, тако да СРМ технологије првенствено спадају у механичку и хемијску категорију. Ови пројекти углавном настоје да промене природну интеракцију Земље са Сунцем. Али, смањење количине сунца које допире до копна и океана има потенцијал да поремети природне процесе који зависе од директне сунчеве светлости.

Предложени механичко-хемијски СРМ пројекти

Земља има уграђен систем који контролише количину сунчевог зрачења које улази и излази. То ради одбијањем и прерасподелом светлости и топлоте, што помаже у регулисању температуре. Интересовање за механичку и хемијску манипулацију овим системима креће се од ослобађања честица кроз убризгавање аеросола у стратосферу до развоја дебљих облака близу океана кроз посветљење морског облака.

Стратосферска аеросолна ињекција (САИ) је циљано ослобађање честица сулфата у ваздуху како би се повећала рефлективност земље, смањујући количину сунчеве светлости која допире до земље и топлоте заробљене у атмосфери. Теоретски слично коришћењу креме за сунчање, соларни геоинжењеринг има за циљ да преусмери део сунчеве светлости и топлоте ван атмосфере, смањујући количину која доспева на површину.

Обећање:

Овај концепт се заснива на природним феноменима који се јављају у тандему са интензивним вулканским ерупцијама. 1991. године, ерупција планине Пинатубо на Филипинима избацила је гас и пепео у стратосферу, дистрибуирајући масовне количине сумпор-диоксида. Ветрови су две године преносили сумпор-диоксид широм света, а честице су апсорбовале и рефлектовао довољно сунчеве светлости да смањи глобалне температуре за 1 степен Фаренхајта (0.6 степени Целзијуса).

Претња:

ВРИ створена од стране људи остаје високо теоретски концепт са неколико убедљивих студија. Ову неизвесност само погоршавају непознанице о томе колико дуго ће требати да се реализују пројекти ињекције и шта се дешава ако (или када) пројекти ВРИ пропадну, буду обустављени или им недостају финансијска средства. Пројекти ВРИ имају потенцијално неодређену потребу када почну, и временом може постати мање ефикасан. Физичке реперкусије на ињекције атмосферског сулфата укључују потенцијал киселе кише. Као што се види код вулканских ерупција, честице сулфата путују широм света и могу се таложити у регионима на које такве хемикалије обично не утичу, мењајући екосистеме и мењајући пХ земљишта. Предложена алтернатива аеросол сулфату је калцијум карбонат, молекул за који се очекује да ће имати сличан утицај, али не толико нежељених ефеката као сулфат. Међутим, недавне студије моделирања указују на калцијум карбонат може негативно утицати на озонски омотач. Одраз долазне сунчеве светлости представља додатну забринутост за правичност. Таложење честица, чије је порекло непознато и могуће глобално, може створити стварне или уочене диспаритете који би могли да погоршају геополитичке тензије. Пројекат ВРИ у Шведској је стављен на паузу 2021. године након што је Савет Саамија, представничко тело аутохтоног народа Саамија Шведске, Норвешке, Финске и Русије, поделио забринутост због људске интервенције у клими. То је изјавио потпредседник Савета Аса Ларсон Блинд вредности Саамског народа да поштују природу и њене процесе директно су се сукобиле са овом врстом соларног геоинжењеринга.

Површинско осветљење/албедо модификација има за циљ да повећа рефлективност земље и смањи количину сунчевог зрачења које остаје у атмосфери. Уместо да користимо хемију или молекуларне методе, површинско осветљење настоји да повећа албедо, или рефлексивност, земљине површине кроз физичке измене урбаних подручја, путева, пољопривредног земљишта, поларних региона и океана. Ово може укључивати покривање ових региона рефлектујућим материјалима или биљкама да рефлектују и преусмеравају сунчеву светлост.

Обећање:

Очекује се да ће осветљавање засновано на површини понудити директна својства хлађења на локалној основи – слично као што лишће дрвета може засјенити тло испод њега. Овај тип пројекта се може реализовати у мањим размерама, односно од земље до земље или од града до града. Поред тога, површинско осветљење може помоћи преокренути повећану врућину коју доживљавају многи градови и урбани центри као резултат топлотног ефекта урбаног острва.

Претња:

На теоријском и концептуалном нивоу, површинско осветљење изгледа као да би се могло брзо и ефикасно применити. Међутим, истраживања о модификацији албеда и даље су танка и многи извештаји указују на потенцијал за непознате и неуредне ефекте. Овакви напори вероватно неће понудити глобално решење, али неравномеран развој површинског осветљења или других метода управљања сунчевим зрачењем би нежељени и непредвиђени глобални ефекти на циркулацију или циклус воде. Посветљавање површине у одређеним регионима може променити регионалне температуре и променити кретање честица и материје до проблематичних крајева. Поред тога, површинско осветљење може изазвати неједнак развој на локалном или глобалном нивоу, повећавајући потенцијал за промену динамике снаге.

Марине Цлоуд Бригхтенинг (МЦБ) намерно користи морски спреј за засејавање облака ниског нивоа изнад океана, подстичући формирање светлији и дебљи слој облака. Ови облаци спречавају долазну радијацију да стигне до копна или мора испод, поред тога што рефлектују зрачење назад ка атмосфери.

Обећање:

МЦБ има потенцијал да снизи температуре на регионалном нивоу и спречи догађаје избељивања корала. Истраживања и рани тестови су постигли одређени успех у Аустралији, са недавним пројектом на Великом кораљном гребену. Друге апликације би могле да укључују засијавање облака изнад глечера како би се зауставило топљење морског леда. Тренутно предложена метода користи океанску морску воду, смањујући њен утицај на природне ресурсе и може се применити било где у свету.

Претња:

Људско разумевање МЦБ-а остаје веома неизвесно. Тестови који су завршени су ограничени и експериментални, са истраживачи који позивају на глобалну или локалну управу о етици манипулисања овим екосистемима ради њихове заштите. Неке од ових неизвесности укључују питања о директном утицају хлађења и смањене сунчеве светлости на локалне екосистеме, као и непознати ефекат повећаних честица у ваздуху на људско здравље и инфраструктуру. Сваки од ових би зависио од састава МЦБ решења, методе примене и предвиђене количине МЦБ-а. Како се засијани облаци крећу кроз циклус воде, вода, со и други молекули ће се вратити на земљу. Наслаге соли могу утицати на изграђено окружење, укључујући и становање људи, убрзавањем пропадања. Ове наслаге такође могу променити садржај земљишта, утичући на хранљиве материје и способност биљака да расту. Ове широке бриге загребу површину непознатих праћених МЦБ-ом.

Док САИ, албедо модификација и МЦБ раде на одбијању долазног сунчевог зрачења, Циррус Цлоуд Тхиннинг (ЦЦТ) гледа на повећање излазне радијације. Цирусни облаци апсорбују и рефлектују топлоту, у облику радијације, назад на земљу. Научници су предложили разређивање цирусног облака да би се смањила топлота коју рефлектују ови облаци и омогућило да више топлоте изађе из атмосфере, теоретски смањујући температуре. Научници предвиђају проређивање ових облака прскајући облаке честицама да им се смањи век трајања и дебљина.

Обећање:

ЦЦТ обећава да ће смањити глобалне температуре повећањем количине радијације која ће побећи из атмосфере. Садашња истраживања указују да је ово модификација може убрзати циклус воде, повећање падавина и погодност подручја која су подложна суши. Ново истраживање даље указује да ово смањење температуре може помоћи споро топљење морског леда и помоћ у одржавању поларних ледених капа. 

Претња: 

Извештај Међувладиног панела о климатским променама (ИПЦЦ) за 2021. годину о климатским променама и физичким наукама назначио је да ЦЦТ није добро схваћен. Оваква модификација времена може променити обрасце падавина и изазвати непознате утицаје на екосистеме и пољопривреду. Тренутно предложене методе за ЦЦТ укључују прскање облака честицама. Док се очекује да ће одређена количина честица допринети стањивању облака, преко убризгавања честица уместо тога може засијати облаке. Ови засијани облаци могу на крају постати дебљи и заробити топлоту, уместо да постану тањи и ослобађају топлоту. 

Спаце Миррорс је још један метод који су истраживачи предложили да преусмери и блокира долазну сунчеву светлост. Овај метод предлаже постављање објеката високе рефлексије у свемиру да блокира или рефлектује долазно сунчево зрачење.

Обећање:

Очекује се да ће свемирска огледала смањити количину зрачења улазак у атмосферу заустављајући га пре него што стигне до планете. То би резултирало мање топлоте која улази у атмосферу и хлади планету.

Претња:

Методе засноване на свемиру су веома теоријске и праћене су а недостатак литературе и емпиријски подаци. Непознанице о утицају овог типа пројекта само су део забринутости многих истраживача. Додатна забринутост укључује скупу природу свемирских пројеката, директан утицај преусмеравања радијације пре него што стигне до површине земље, индиректан утицај смањења или уклањања светлости звезда за морске животиње које ослањају се на небеску навигацију, потенцијал ризик раскидаи недостатак међународног управљања свемиром.

Кретање ка хладнијој будућности?

Преусмеравајући сунчево зрачење на смањење планетарне температуре, Управљање сунчевим зрачењем покушава да одговори на симптом климатских промена уместо да се директно бави проблемом. Ова област проучавања обилује потенцијалним нежељеним последицама. Овде је процена ризика и ризика кључна да би се утврдило да ли је ризик пројекта вредан ризика за планету или ризика од климатских промена пре спровођења било ког пројекта у великим размерама. Потенцијал да СРМ пројекти утичу на целу планету показује потребу да било каква анализа ризика укључи разматрање ризика по природно окружење, погоршање геополитичких тензија и утицај на повећање глобалне неједнакости. Са сваким планом за промену климе у региону или планети у целини, пројекти морају усредсредити на разматрање правичности и учешћа заинтересованих страна.