ครีมกันแดดดาวเคราะห์: การปรับเปลี่ยนรังสีดวงอาทิตย์

การทำลายวิศวกรรมธรณีภูมิอากาศ ตอนที่ 3

ตอนที่ 1: สิ่งที่ไม่รู้จักไม่รู้จบ
ตอนที่ 2: การกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ในมหาสมุทร
ส่วนที่ 4: การพิจารณาจริยธรรม ความเสมอภาค และความยุติธรรม

Solar Radiation Modification (SRM) เป็นรูปแบบหนึ่งของวิศวกรรมภูมิอากาศที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อเพิ่มปริมาณของแสงอาทิตย์ที่สะท้อนกลับเข้าไปในอวกาศ - เพื่อลดภาวะโลกร้อน การเพิ่มการสะท้อนแสงนี้จะลดปริมาณแสงอาทิตย์ที่ส่งมายังชั้นบรรยากาศและพื้นผิวโลก ทำให้โลกเย็นลง 

ผ่านระบบธรรมชาติ โลกสะท้อนและดูดซับแสงอาทิตย์เพื่อรักษาอุณหภูมิและสภาพอากาศ ปฏิสัมพันธ์กับเมฆ อนุภาคในอากาศ น้ำ และพื้นผิวอื่นๆ รวมถึงมหาสมุทร ตอนนี้, ไม่มีโครงการ SRM ธรรมชาติหรือโครงการเสริมตามธรรมชาติที่เสนอ ดังนั้นเทคโนโลยี SRM ส่วนใหญ่จึงจัดอยู่ในประเภทเครื่องกลและเคมี โครงการเหล่านี้ส่วนใหญ่พยายามที่จะเปลี่ยนแปลงปฏิสัมพันธ์ตามธรรมชาติของโลกกับดวงอาทิตย์ แต่การลดปริมาณของดวงอาทิตย์ที่มาถึงแผ่นดินและมหาสมุทรมีศักยภาพที่จะทำให้กระบวนการทางธรรมชาติที่ต้องพึ่งพาแสงแดดโดยตรงเสียไป

---

เสนอโครงการ SRM เครื่องกลและเคมี

โลกมีระบบในตัวที่ควบคุมปริมาณรังสีจากดวงอาทิตย์ที่เข้าและออก โดยทำหน้าที่สะท้อนและกระจายแสงและความร้อน ซึ่งช่วยควบคุมอุณหภูมิ ความสนใจในการจัดการเชิงกลและทางเคมีของระบบเหล่านี้มีตั้งแต่การปล่อยอนุภาคผ่านการฉีดละอองลอยในชั้นบรรยากาศไปจนถึงการพัฒนาเมฆหนาขึ้นใกล้กับมหาสมุทรผ่านการทำให้เมฆในทะเลสว่างขึ้น

การฉีดละอองลอยในชั้นบรรยากาศ (SAI) คือการปล่อยอนุภาคซัลเฟตในอากาศอย่างมีเป้าหมายเพื่อเพิ่มการสะท้อนแสงของโลก ลดปริมาณแสงแดดที่ส่องมาถึงพื้นดินและความร้อนที่กักเก็บอยู่ในชั้นบรรยากาศ ในทางทฤษฎีคล้ายกับการใช้ครีมกันแดด วิศวกรรมธรณีด้วยแสงอาทิตย์มีจุดมุ่งหมายเพื่อเปลี่ยนทิศทางแสงแดดและความร้อนบางส่วนภายนอกชั้นบรรยากาศ โดยลดปริมาณที่มาถึงพื้นผิว

สัญญา:

แนวคิดนี้มีพื้นฐานมาจากปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่เกิดขึ้นควบคู่ไปกับการปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรง ในปี พ.ศ. 1991 การปะทุของภูเขาไฟปินาตูโบในฟิลิปปินส์ได้พ่นก๊าซและเถ้าถ่านขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ กระจายก๊าซซัลเฟอร์ไดออกไซด์จำนวนมาก ลมได้พัดพาซัลเฟอร์ไดออกไซด์ไปทั่วโลกเป็นเวลาสองปี และอนุภาคเหล่านั้นก็ดูดซับและ สะท้อนแสงแดดมากพอที่จะลดอุณหภูมิโลกลง 1 องศาฟาเรนไฮต์ (0.6 องศาเซลเซียส).

ภัยคุกคาม:

SAI ที่มนุษย์สร้างขึ้นยังคงเป็นแนวคิดเชิงทฤษฎีที่มีการศึกษาเชิงสรุปเพียงเล็กน้อย ความไม่แน่นอนนี้ยิ่งทวีความรุนแรงขึ้นเมื่อไม่รู้ว่าโครงการอัดฉีดจะต้องเกิดขึ้นนานเท่าใด และจะเกิดอะไรขึ้นหาก (หรือเมื่อ) โครงการ SAI ล้มเหลว ถูกยุติ หรือขาดเงินทุน โครงการ SAI มีความต้องการที่ไม่แน่นอนเมื่อเริ่มต้นและ อาจมีประสิทธิภาพน้อยลงเมื่อเวลาผ่านไป. ผลกระทบทางกายภาพต่อการฉีดซัลเฟตในชั้นบรรยากาศรวมถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดฝนกรด ดังที่เห็นได้จากการปะทุของภูเขาไฟ อนุภาคซัลเฟตเดินทางไปทั่วโลกและ อาจสะสมในพื้นที่โดยทั่วไปไม่ได้รับผลกระทบจากสารเคมีดังกล่าว, การเปลี่ยนแปลงระบบนิเวศและการเปลี่ยนแปลงค่า pH ของดิน ทางเลือกอื่นที่เสนอแทนสเปรย์ซัลเฟตคือแคลเซียมคาร์บอเนต ซึ่งเป็นโมเลกุลที่คาดว่าจะมีผลกระทบคล้ายกันแต่มีผลข้างเคียงไม่มากเท่าซัลเฟต อย่างไรก็ตาม การศึกษาแบบจำลองล่าสุดบ่งชี้ว่าแคลเซียมคาร์บอเนต อาจส่งผลเสียต่อชั้นโอโซน. การสะท้อนของแสงแดดที่ส่องเข้ามาทำให้เกิดความกังวลต่อส่วนได้ส่วนเสีย การสะสมตัวของอนุภาคซึ่งไม่ทราบที่มาและเป็นไปได้ทั่วโลก อาจสร้างความแตกต่างที่เกิดขึ้นจริงหรือที่รับรู้ ซึ่งอาจทำให้ความตึงเครียดทางการเมืองแย่ลง โครงการ SAI ในสวีเดนถูกหยุดชั่วคราวในปี 2021 หลังจากสภา Saami ซึ่งเป็นตัวแทนของชนพื้นเมือง Saami ของสวีเดน นอร์เวย์ ฟินแลนด์ และรัสเซีย แบ่งปันความกังวลเกี่ยวกับการแทรกแซงของมนุษย์ในสภาพอากาศ อัซซา ลาร์สสัน บลินด์ รองประธานสภากล่าวว่า ค่านิยมของชาวซามิในการเคารพธรรมชาติและกระบวนการของมันขัดแย้งกันโดยตรง ด้วยวิศวกรรม geoengineering พลังงานแสงอาทิตย์ประเภทนี้

Surface Based Brightening/Albedo Modification มีเป้าหมายเพื่อเพิ่มการสะท้อนแสงของโลกและลดปริมาณรังสีดวงอาทิตย์ที่ยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศ แทนที่จะใช้วิธีการทางเคมีหรือโมเลกุล การทำให้สว่างขึ้นตามพื้นผิวพยายามที่จะเพิ่มอัลเบโดหรือการสะท้อนแสงของพื้นผิวโลกผ่านการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพของเขตเมือง ถนน พื้นที่เกษตรกรรม บริเวณขั้วโลก และมหาสมุทร ซึ่งอาจรวมถึงการคลุมพื้นที่เหล่านี้ด้วยวัสดุสะท้อนแสงหรือต้นไม้เพื่อสะท้อนและเปลี่ยนทิศทางแสงแดด

สัญญา:

การทำให้สว่างขึ้นตามพื้นผิวนั้นคาดว่าจะให้คุณสมบัติการระบายความร้อนโดยตรงบนพื้นฐานเฉพาะที่ ซึ่งคล้ายกับการที่ใบไม้ของต้นไม้สามารถให้ร่มเงาแก่พื้นดินข้างใต้ได้ โครงการประเภทนี้อาจดำเนินการในระดับที่เล็กลง เช่น ประเทศหนึ่งไปยังอีกประเทศหนึ่ง หรือเมืองหนึ่งไปยังอีกเมืองหนึ่ง นอกจากนี้ การปรับพื้นผิวให้สว่างขึ้นอาจช่วยได้ ย้อนความร้อนที่เพิ่มขึ้นในหลายเมืองและใจกลางเมือง อันเป็นผลมาจากผลกระทบความร้อนเกาะเมือง

ภัยคุกคาม:

ในระดับทฤษฎีและแนวคิด การปรับพื้นผิวให้สว่างขึ้นดูเหมือนว่าสามารถนำไปใช้ได้อย่างรวดเร็วและมีประสิทธิภาพ อย่างไรก็ตาม การวิจัยเกี่ยวกับการดัดแปลงอัลเบโดยังคงมีน้อย และรายงานหลายฉบับบ่งชี้ถึงศักยภาพของเอฟเฟกต์ที่ไม่รู้จักและยุ่งเหยิง ความพยายามดังกล่าวไม่น่าจะเป็นวิธีแก้ปัญหาระดับโลก แต่การพัฒนาที่ไม่สม่ำเสมอของการปรับความสว่างตามพื้นผิวหรือวิธีการจัดการรังสีดวงอาทิตย์อื่นๆ อาจมีได้ ผลกระทบทั่วโลกที่ไม่พึงประสงค์และไม่คาดคิดต่อการไหลเวียนหรือวัฏจักรของน้ำ การทำให้พื้นผิวสว่างขึ้นในบางภูมิภาคอาจเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของภูมิภาคและเปลี่ยนแปลงการเคลื่อนที่ของอนุภาคและสสารไปสู่จุดจบที่เป็นปัญหา นอกจากนี้ การทำให้สว่างขึ้นตามพื้นผิวอาจทำให้เกิดการพัฒนาที่ไม่เท่าเทียมกันในระดับท้องถิ่นหรือระดับโลก ซึ่งเพิ่มศักยภาพในการเปลี่ยนแปลงพลังงาน

Marine Cloud Brightening (MCB) ใช้สเปรย์น้ำทะเลเพื่อเพาะเมฆระดับต่ำเหนือมหาสมุทรอย่างจงใจ ส่งเสริมการก่อตัวของ ชั้นเมฆที่สว่างและหนาขึ้น. เมฆเหล่านี้ป้องกันรังสีที่เข้ามาไม่ให้ไปถึงพื้นดินหรือทะเลด้านล่าง นอกเหนือจากการสะท้อนรังสีกลับไปยังชั้นบรรยากาศ

สัญญา:

MCB มีศักยภาพในการลดอุณหภูมิในระดับภูมิภาคและป้องกันเหตุการณ์ปะการังฟอกขาว การวิจัยและการทดสอบในช่วงต้นประสบความสำเร็จในออสเตรเลียด้วยโครงการล่าสุด ที่เกรตแบร์ริเออร์รีฟ การใช้งานอื่นๆ อาจรวมถึงการเพาะก้อนเมฆเหนือธารน้ำแข็งเพื่อสกัดกั้นน้ำแข็งในทะเลให้ละลาย วิธีการที่เสนอในปัจจุบันใช้น้ำทะเลในมหาสมุทร ลดผลกระทบต่อทรัพยากรธรรมชาติและสามารถทำได้ทุกที่ในโลก

ภัยคุกคาม:

ความเข้าใจของมนุษย์เกี่ยวกับ MCB ยังคงมีความไม่แน่นอนสูง การทดสอบที่เสร็จสมบูรณ์นั้นจำกัดและเป็นการทดลองโดย นักวิจัยเรียกร้องให้มีการกำกับดูแลระดับโลกหรือระดับท้องถิ่น เกี่ยวกับจริยธรรมในการจัดการกับระบบนิเวศเหล่านี้เพื่อปกป้องพวกมัน ความไม่แน่นอนเหล่านี้บางส่วนรวมถึงคำถามเกี่ยวกับผลกระทบโดยตรงของการทำให้เย็นลงและแสงแดดที่ลดลงต่อระบบนิเวศในท้องถิ่น ตลอดจนผลกระทบที่ไม่ทราบแน่ชัดของอนุภาคในอากาศที่เพิ่มขึ้นต่อสุขภาพและโครงสร้างพื้นฐานของมนุษย์ แต่ละสิ่งเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับส่วนประกอบของโซลูชัน MCB วิธีการปรับใช้ และจำนวนของ MCB ที่คาดการณ์ไว้ ขณะที่เมฆเมล็ดเคลื่อนผ่านวัฏจักรของน้ำ น้ำ เกลือ และโมเลกุลอื่นๆ จะกลับสู่โลก การสะสมของเกลืออาจส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมที่สร้างขึ้น รวมถึงที่อยู่อาศัยของมนุษย์โดยเร่งการเสื่อมสภาพ เงินฝากเหล่านี้อาจเปลี่ยนแปลงเนื้อหาในดิน ส่งผลต่อสารอาหารและความสามารถในการเจริญเติบโตของพืช ข้อกังวลในวงกว้างเหล่านี้ทำให้พื้นผิวของสิ่งที่ไม่รู้จักมาพร้อมกับ MCB

ในขณะที่ SAI, albedo modified และ MCB ทำงานเพื่อสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามา Cirrus Cloud Thinning (CCT) จะดูที่การเพิ่มการแผ่รังสีที่ส่งออกไป เมฆเซอร์รัสดูดซับและสะท้อนความร้อนในรูปของรังสีกลับสู่พื้นโลก นักวิทยาศาสตร์เสนอการทำให้เมฆเซอร์รัสบางลงเพื่อลดความร้อนที่สะท้อนจากเมฆเหล่านี้และปล่อยให้ความร้อนออกจากชั้นบรรยากาศมากขึ้น ซึ่งในทางทฤษฎีอุณหภูมิจะลดลง นักวิทยาศาสตร์คาดว่าจะทำให้เมฆเหล่านี้บางลงโดย พ่นเมฆด้วยอนุภาค เพื่อลดอายุการใช้งานและความหนา

สัญญา:

CCT สัญญาว่าจะลดอุณหภูมิโลกโดยเพิ่มปริมาณรังสีเพื่อหนีออกจากชั้นบรรยากาศ การวิจัยในปัจจุบันระบุว่าสิ่งนี้ การปรับเปลี่ยนอาจทำให้วัฏจักรของน้ำเร็วขึ้นเพิ่มปริมาณน้ำฝนและพื้นที่ได้รับประโยชน์ที่มีแนวโน้มที่จะเกิดภัยแล้ง การวิจัยใหม่บ่งชี้ว่าการลดลงของอุณหภูมินี้อาจช่วยได้ น้ำแข็งทะเลละลายช้า และช่วยรักษาน้ำแข็งขั้วโลก 

ภัยคุกคาม: 

รายงานของคณะกรรมการระหว่างรัฐบาลว่าด้วยการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ (IPCC) ประจำปี 2021 เกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศและวิทยาศาสตร์กายภาพระบุว่า ที่ CCT ไม่เข้าใจดี. การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศในลักษณะนี้อาจเปลี่ยนแปลงรูปแบบการตกตะกอนและก่อให้เกิดผลกระทบต่อระบบนิเวศและการเกษตรโดยไม่ทราบสาเหตุ วิธีการที่เสนอในปัจจุบันสำหรับ CCT รวมถึงการฉีดพ่นเมฆด้วยอนุภาค ในขณะที่คาดว่าอนุภาคจำนวนหนึ่งมีส่วนทำให้เมฆบางลง มากกว่าการฉีดอนุภาค อาจหว่านเมฆแทน. เมฆเมล็ดเหล่านี้อาจหนาขึ้นและดักจับความร้อน แทนที่จะบางลงและปล่อยความร้อนออกมา 

กระจกอวกาศ เป็นอีกวิธีที่นักวิจัยเสนอให้เปลี่ยนเส้นทางและปิดกั้นแสงแดดที่ส่องเข้ามา วิธีนี้แนะนำ วางวัตถุสะท้อนแสงสูง ในอวกาศเพื่อปิดกั้นหรือสะท้อนรังสีดวงอาทิตย์ที่เข้ามา

สัญญา:

คาดว่าจะมีกระจกอวกาศ ลดปริมาณรังสี เข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยหยุดมันก่อนที่จะมาถึงโลก ซึ่งจะส่งผลให้ความร้อนเข้าสู่ชั้นบรรยากาศน้อยลงและทำให้โลกเย็นลง

ภัยคุกคาม:

วิธีการตามพื้นที่เป็นทฤษฎีขั้นสูงและมาพร้อมกับ ขาดวรรณกรรม และข้อมูลเชิงประจักษ์ การไม่ทราบเกี่ยวกับผลกระทบของโครงการประเภทนี้เป็นเพียงส่วนหนึ่งของข้อกังวลของนักวิจัยหลายคน ข้อกังวลเพิ่มเติม ได้แก่ ธรรมชาติที่มีค่าใช้จ่ายสูงของโครงการอวกาศ ผลกระทบโดยตรงของการเปลี่ยนทิศทางของรังสีก่อนถึงพื้นผิวโลก ผลกระทบทางอ้อมของการลดหรือขจัดแสงดาวสำหรับสัตว์ทะเลที่ พึ่งพาการนำทางของสวรรค์, ศักยภาพ ความเสี่ยงในการเลิกจ้างและการขาดธรรมาภิบาลอวกาศระหว่างประเทศ

---

ก้าวไปสู่อนาคตที่เย็นกว่า?

โดยการเปลี่ยนทิศทางการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์เพื่อลดอุณหภูมิของดาวเคราะห์ การจัดการรังสีดวงอาทิตย์พยายามที่จะตอบอาการของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมากกว่าที่จะแก้ไขปัญหาโดยตรง พื้นที่ของการศึกษานี้เต็มไปด้วยผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นโดยไม่ได้ตั้งใจ ในที่นี้ การประเมินความเสี่ยงต่อความเสี่ยงเป็นสิ่งสำคัญในการตัดสินว่าความเสี่ยงของโครงการนั้นคุ้มค่ากับความเสี่ยงต่อโลกหรือความเสี่ยงจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศหรือไม่ ก่อนที่จะดำเนินโครงการใดๆ ในสเกลใหญ่ ศักยภาพของโครงการ SRM ที่จะส่งผลกระทบต่อโลกทั้งใบแสดงให้เห็นถึงความจำเป็นในการวิเคราะห์ความเสี่ยงใด ๆ เพื่อรวมการพิจารณาถึงความเสี่ยงต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ ความตึงเครียดที่เพิ่มขึ้นของภูมิรัฐศาสตร์ และผลกระทบต่อความไม่เท่าเทียมกันทั่วโลกที่เพิ่มขึ้น ด้วยแผนการใด ๆ ที่จะเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศของภูมิภาคหรือโลกโดยรวม โครงการต่าง ๆ จะต้องคำนึงถึงความเสมอภาคและการมีส่วนร่วมของผู้มีส่วนได้ส่วนเสียเป็นหลัก