Sayari ya Jua: Marekebisho ya Mionzi ya jua

Kuvunja Sehemu ya 3 ya Uhandisi wa Hali ya Hewa

Sehemu ya 1: Isiyo na Mwisho Isiyojulikana
Sehemu ya 2: Uondoaji wa Dioksidi ya Kaboni ya Bahari
Sehemu ya 4: Kuzingatia Maadili, Usawa na Haki

Marekebisho ya Mionzi ya Jua (SRM) ni aina ya uhandisi wa hali ya hewa ambayo inalenga kuongeza kiwango cha mwanga wa jua unaorudishwa angani - ili kubadilisha hali ya joto ya sayari. Kuongeza uakisi huku kunapunguza kiwango cha mwanga wa jua unaoifanya kufikia angahewa na uso wa dunia, na kupoza sayari kwa njia ya kiholela. 

Kupitia mifumo ya asili, Dunia huakisi na kufyonza mwanga wa jua ili kudumisha halijoto yake na hali ya hewa, ikitangamana na mawingu, chembechembe zinazopeperuka hewani, maji, na nyuso nyinginezo - ikiwa ni pamoja na bahari. Kwa sasa, hakuna miradi ya asili iliyopendekezwa au iliyoimarishwa ya SRM, kwa hivyo teknolojia za SRM zinaangukia katika kitengo cha mitambo na kemikali. Miradi hii inalenga zaidi kubadilisha mwingiliano wa asili wa Dunia na jua. Lakini, kupungua kwa kiwango cha jua kinachofika ardhini na baharini kunaweza kukasirisha michakato ya asili ambayo inategemea jua moja kwa moja.

---

Miradi iliyopendekezwa ya mitambo na kemikali ya SRM

Dunia ina mfumo uliojengewa ndani unaodhibiti kiasi cha mionzi kutoka kwa jua inayoingia na kutoka. Inafanya hivyo kwa kutafakari na kusambaza upya mwanga na joto, ambayo husaidia kudhibiti joto. Kuvutiwa na upotoshaji wa mitambo na kemikali wa mifumo hii ni kati ya kutoa chembe kupitia sindano ya erosoli ya angavu hadi kutengeneza mawingu mazito karibu na bahari kupitia uangazaji wa mawingu ya baharini.

Sindano ya Aerosol ya Stratospheric (SAI) ni utolewaji unaolengwa wa chembechembe za salfati inayopeperushwa na hewa ili kuongeza uakisi wa dunia, kupunguza kiasi cha mwanga wa jua unaofika ardhini na joto linalonaswa katika angahewa. Kinadharia sawa na kutumia mafuta ya kujikinga na jua, uhandisi wa nishati ya jua hulenga kuelekeza kwingine baadhi ya mwanga wa jua na joto nje ya angahewa, na hivyo kupunguza kiasi kinachofika angani.

Ahadi:

Dhana hii inatokana na matukio ya asili yanayotokea sanjari na milipuko mikali ya volkeno. Mnamo 1991, mlipuko wa Mlima Pinatubo huko Ufilipino ulimwaga gesi na majivu kwenye anga, na kusambaza kiasi kikubwa cha dioksidi ya sulfuri. Upepo ulihamisha dioksidi ya sulfuri kuzunguka dunia kwa miaka miwili, na chembe hizo zilifyonzwa na ilionyesha mwanga wa jua wa kutosha kupunguza halijoto ya kimataifa kwa digrii 1 Selsiasi (nyuzi 0.6 Selsiasi).

Tishio:

SAI iliyoundwa na binadamu inasalia kuwa dhana ya kinadharia yenye tafiti chache za muhtasari. Kutokuwa na uhakika huku kunachochewa tu na mambo yasiyojulikana kuhusu muda ambao miradi ya sindano ingehitaji kutokea na nini kitatokea ikiwa (au wakati) miradi ya SAI itafeli, kusitishwa, au kukosa ufadhili. Miradi ya SAI ina hitaji lisilo na kikomo mara tu inapoanza, na inaweza kuwa na ufanisi mdogo baada ya muda. Athari za kimwili kwa sindano za sulfate ya anga ni pamoja na uwezekano wa mvua ya asidi. Kama inavyoonekana na milipuko ya volkeno, chembe za sulfate husafiri kote ulimwenguni na inaweza kuweka katika maeneo ambayo kwa kawaida hayajaathiriwa na kemikali hizo, kubadilisha mifumo ikolojia na kubadilisha pH ya udongo. Mbadala unaopendekezwa kwa salfati ya erosoli ni kalsiamu kabonati, molekuli ambayo inatarajiwa kuwa na athari sawa lakini si madhara mengi kama salfati. Walakini, tafiti za hivi karibuni za modeli zinaonyesha kalsiamu kabonati inaweza kuathiri vibaya safu ya ozoni. Uakisi wa mwanga wa jua unaoingia huleta wasiwasi zaidi wa usawa. Uwekaji wa chembe, ambao asili yake haijulikani na inawezekana kimataifa, inaweza kuunda tofauti halisi au inayofikiriwa ambayo inaweza kuzidisha mivutano ya kijiografia. Mradi wa SAI nchini Uswidi ulisitishwa mwaka wa 2021 baada ya Baraza la Saami, shirika wakilishi la watu wa Asili wa Saami wa Uswidi, Norway, Ufini na Urusi, kushiriki wasiwasi kuhusu kuingilia kati kwa binadamu katika hali ya hewa. Makamu wa rais wa Baraza, Åsa Larsson Blind, alisema hayo maadili ya watu wa Saami kuheshimu maumbile na michakato yake iligongana moja kwa moja na aina hii ya uhandisi wa jua.

Urekebishaji wa Umeme wa Juu wa Juu/Albedo unalenga kuongeza uakisi wa dunia na kupunguza kiasi cha mionzi ya jua inayosalia angani. Badala ya kutumia njia za kemia au molekuli, kuangaza kwa msingi wa uso kunatafuta kuongeza albedo, au uakisi, wa uso wa dunia kupitia mabadiliko ya kimaumbile kwa maeneo ya mijini, barabara, ardhi ya kilimo, maeneo ya polar na bahari. Hii inaweza kujumuisha kufunika maeneo haya kwa nyenzo za kuangazia au mimea ili kuakisi na kuelekeza kwingine mwanga wa jua.

Ahadi:

Mwangaza wa uso unatarajiwa kutoa sifa za kupoeza moja kwa moja kwa misingi ya ndani- sawa na jinsi majani ya mti yanavyoweza kutia kivuli ardhi chini yake. Aina hii ya mradi inaweza kutekelezwa kwa viwango vidogo, yaani nchi hadi nchi au jiji kwa jiji. Kwa kuongeza, mwangaza wa msingi wa uso unaweza kusaidia kubadilisha hali ya joto iliyoongezeka miji mingi na vituo vya mijini hupata uzoefu kama matokeo ya athari ya joto ya kisiwa cha mijini.

Tishio:

Kwa kiwango cha kinadharia na dhana, uangazaji wa uso unaonekana kama unaweza kutekelezwa haraka na kwa ufanisi. Hata hivyo, utafiti kuhusu urekebishaji wa albedo unasalia kuwa nyembamba na ripoti nyingi zinaonyesha uwezekano wa athari zisizojulikana na fujo. Juhudi kama hizo haziwezekani kutoa suluhu la kimataifa, lakini ukuzaji usio sawa wa uangazaji wa uso au njia zingine za usimamizi wa mionzi ya jua inaweza kuwa athari zisizohitajika na zisizotarajiwa za ulimwengu kwenye mzunguko au mzunguko wa maji. Kuangaza uso katika maeneo fulani kunaweza kubadilisha halijoto ya kanda na kubadilisha msogeo wa chembe na mada hadi miisho yenye matatizo. Kwa kuongeza, uangazaji wa uso unaweza kusababisha maendeleo yasiyo sawa katika kiwango cha ndani au kimataifa, na kuongeza uwezekano wa kuhama kwa nguvu.

Uangazaji wa Mawingu ya Baharini (MCB) hutumia kwa makusudi dawa ya bahari kwa mbegu za mawingu ya kiwango cha chini juu ya bahari, kuhimiza uundaji wa safu ya wingu angavu na nene. Mawingu haya huzuia mionzi inayoingia kufika ardhini au baharini chini ya ardhi pamoja na kuakisi mionzi kuelekea angahewa.

Ahadi:

MCB ina uwezo wa kupunguza halijoto kwa kiwango cha kikanda na kuzuia matukio ya upaukaji wa matumbawe. Utafiti na majaribio ya mapema yameona mafanikio fulani nchini Australia, na mradi wa hivi majuzi kwenye Great Barrier Reef. Maombi mengine yanaweza kujumuisha kupanda kwa mawingu juu ya barafu ili kuzuia kuyeyuka kwa barafu baharini. Njia inayopendekezwa kwa sasa inatumia maji ya bahari, kupunguza athari zake kwa maliasili na inaweza kufanywa popote duniani.

Tishio:

Uelewa wa binadamu wa MCB bado haujulikani. Majaribio ambayo yamekamilika ni machache na ya majaribio, na watafiti wanaotaka kuwepo kwa utawala wa kimataifa au wa ndani juu ya maadili ya kuendesha mifumo hii ya ikolojia kwa ajili ya kuilinda. Baadhi ya mashaka haya ni pamoja na maswali kuhusu athari ya moja kwa moja ya kupoeza na kupungua kwa mwanga wa jua kwenye mifumo ikolojia ya ndani, pamoja na athari isiyojulikana ya ongezeko la chembe zinazopeperuka hewani kwa afya ya binadamu na miundombinu. Kila moja kati ya hizi itategemea muundo wa suluhisho la MCB, mbinu ya kusambaza, na kiasi cha MCB kinachotarajiwa. Mawingu ya mbegu yanaposonga katika mzunguko wa maji, maji, chumvi, na molekuli nyingine zitarudi duniani. Amana za chumvi zinaweza kuathiri mazingira yaliyojengwa, pamoja na makazi ya watu, kwa kuongeza kasi ya kuzorota. Hifadhi hizi pia zinaweza kubadilisha kiwango cha udongo, kuathiri virutubisho na uwezo wa mimea kukua. Maswala haya mapana yanakumba uso wa mambo yasiyojulikana yanayoambatana na MCB.

Wakati SAI, urekebishaji wa albedo, na MCB zikifanya kazi kuakisi mionzi ya jua inayoingia, Cirrus Cloud Thinning (CCT) inaangalia kuongeza mionzi inayotoka. Mawingu ya Cirrus huchukua na kuakisi joto, kwa namna ya mionzi, kurudi duniani. Cirrus Cloud Thinning imependekezwa na wanasayansi ili kupunguza joto linaloakisiwa na mawingu haya na kuruhusu joto zaidi kutoka kwenye angahewa, na hivyo kupunguza halijoto kinadharia. Wanasayansi wanatarajia kumaliza mawingu haya kwa kunyunyiza mawingu kwa chembe ili kupunguza urefu wa maisha na unene wao.

Ahadi:

CCT inaahidi kupunguza viwango vya joto duniani kwa kuongeza kiasi cha mionzi ili kuepuka anga. Utafiti wa sasa unaonyesha kuwa hii marekebisho yanaweza kuongeza kasi ya mzunguko wa maji, kuongeza mvua na kunufaisha maeneo yanayokumbwa na ukame. Utafiti mpya zaidi unaonyesha kuwa kupungua huku kwa joto kunaweza kusaidia barafu ya bahari polepole kuyeyuka na kusaidia katika kutunza mifuniko ya barafu ya polar. 

Tishio: 

Ripoti ya Jopo la Serikali za Kiserikali kuhusu Mabadiliko ya Tabianchi (IPCC) ya 2021 kuhusu mabadiliko ya hali ya hewa na sayansi ya kimaumbile imeonyeshwa. kwamba CCT haieleweki vizuri. Marekebisho ya hali ya hewa ya aina hii yanaweza kubadilisha mifumo ya mvua na kusababisha athari zisizojulikana kwa mifumo ikolojia na kilimo. Mbinu zinazopendekezwa kwa sasa za CCT ni pamoja na kunyunyizia mawingu chembe chembe. Wakati kiasi fulani cha chembe kinatarajiwa kuchangia katika kupunguza mawingu, juu ya sindano ya chembe inaweza kupanda mawingu badala yake. Mawingu haya yaliyopandwa yanaweza kuishia kuwa mazito na kunasa joto, badala ya kuwa nyembamba na kutoa joto. 

Vioo vya nafasi ni njia nyingine ambayo watafiti wamependekeza kuelekeza na kuzuia mwanga wa jua unaoingia. Njia hii inapendekeza kuweka vitu vya kuakisi sana katika nafasi ya kuzuia au kuakisi mionzi ya jua inayoingia.

Ahadi:

Vioo vya nafasi vinatarajiwa kupunguza kiasi cha mionzi kuingia kwenye angahewa kwa kuisimamisha kabla ya kufika kwenye sayari. Hii ingesababisha joto kidogo kuingia kwenye angahewa na kupoeza sayari.

Tishio:

Mbinu za msingi wa nafasi ni za kinadharia sana na zinaambatana na a ukosefu wa fasihi na data ya majaribio. Isiyojulikana kuhusu athari za aina hii ya mradi ni sehemu moja tu ya maswala yanayoshikiliwa na watafiti wengi. Matatizo ya ziada yanatia ndani hali ya gharama kubwa ya miradi ya anga, athari za moja kwa moja za kuelekeza mionzi kwingine kabla ya kufika kwenye uso wa dunia, athari zisizo za moja kwa moja za kupunguza au kuondoa mwanga wa nyota kwa wanyama wa baharini ambao tegemea urambazaji wa angani, uwezo hatari ya kukomesha, na ukosefu wa utawala wa anga wa kimataifa.

---

Harakati kuelekea siku zijazo baridi?

Kwa kuelekeza mionzi ya jua ili kupunguza joto la sayari, usimamizi wa mionzi ya jua hujaribu kujibu dalili ya mabadiliko ya hali ya hewa badala ya kushughulikia tatizo moja kwa moja. Eneo hili la utafiti limejaa matokeo yasiyotarajiwa. Hapa, tathmini ya hatari ni muhimu ili kubainisha kama hatari ya mradi ina thamani ya hatari kwa sayari au hatari ya mabadiliko ya hali ya hewa kabla ya kutekeleza mradi wowote kwa kiwango kikubwa. Uwezekano wa miradi ya SRM kuathiri sayari nzima unaonyesha hitaji la uchanganuzi wowote wa hatari kujumuisha kuzingatia hatari kwa mazingira asilia, kukithiri kwa mivutano ya kijiografia na kisiasa, na athari katika kuongezeka kwa ukosefu wa usawa duniani. Pamoja na mpango wowote wa kubadilisha hali ya hewa ya eneo, au sayari kwa ujumla, miradi lazima izingatie usawa na ushirikishwaji wa washikadau.