Glavni Novice Ali lahko preprečimo segrevanje Zemlje?

Ali lahko preprečimo segrevanje Zemlje?

Sončni vzhod nad planetom Zemlja.

Ena od idej, da preprečimo segrevanje planeta, je, da zgornjo plast atmosfere posejemo z aerosoli, ki bi odbijali del sončne energije nazaj v vesolje. (Zasluge za sliko: Vir slike prek Getty Images)

Leta 2021 je Zemlja dosegla žalosten mejnik: koncentracija ogljik dioksid (CO2) v ozračju je v predindustrijskih časih dosegel 150 % svoje vrednosti, poroča U.K. Met Office . Da bi preprečili najhujše posledice podnebnih sprememb, mora svet do leta 2050 zmanjšati neto emisije ogljikovega dioksida na nič.

Toda tudi če bi dosegli ta cilj, to ne bi nenadno zavrlo dviga temperature, saj je potreben čas, da opazimo učinke zmanjšanja CO2 na globalne temperature; negativni vplivi globalno segrevanje se bo nadaljevalo še desetletja. Toda ali lahko storimo še kaj, da bi hitreje znižali temperature?

Raziskovalna skupina na univerzi Harvard meni, da bi bilo mogoče doseči začasno znižanje globalnih temperatur s prilagajanjem sestave Zemlja zgornja atmosfera. Raziskovalci so upali, da bodo to poletje preizkusili nekaj te tehnologije - in sposobnost preživetja svoje teorije - v tako imenovanem Stratospheric Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx). Čeprav je bilo delo začasno ustavljeno, ekipa še vedno upa, da bo poskus potekal v ne tako oddaljeni prihodnosti.

Končni vir Zemljine toplote je sonce, ki dnevno stran planeta kopa v stalnem toku infrardečega sevanja. Približno 30 % tega se v ozračje odbije nazaj v vesolje, medtem ko preostanek segreva planet podnevi in ​​se ponoči seva nazaj v vesolje. V občutljivem ravnotežju, ki je prevladovalo v predindustrijskih časih, je bila vhodna toplota natančno izravnana s količino izgubljene v vesolje, kar je zagotovilo povprečno globalnotemperatureostal konstanten.

Današnja težava je v tem, da emisije CO2 porušijo to ravnovesje, saj absorbirajo nekaj toplote, ki bi se morala oddajati nazaj v vesolje, in jo ujamejo v ozračje. Več kot je ogljikovega dioksida v ozračju, bolj se dviguje temperatura. Dolgoročno moramo ljudje zmanjšati količino ogljikovega dioksida v ozračju, da preprečimo najhujše posledice podnebnih sprememb. Toda drugi procesi lahko povzročijo kratkoročno znižanje globalne temperature.

Vulkanski izbruhi na primer odnesejo oblake prašnih delcev visoko v stratosfero, zgornjo plast ozračja, in tvorijo zaščitni ščit, ki preprečuje, da bi del sončne toplote dosegel zemeljsko površje. Izbruh leta 1991Gora Pinatubona Filipinih je na primer povzročilo, da se je povprečna temperatura na severni polobli v naslednjih 15 mesecih znižala za približno 1 stopinjo Fahrenheita (več kot pol stopinje Celzija). Ekipa SCoPEx želi vzeti stran iz takšnih izbruhov z vbrizgavanjem delcev v zgornjo atmosfero, da bi znižali temperature.

Osnovna ideja - imenovana stratosferska aerosolna injekcija ali SAI - je preprosta. Visoko leteče letalo ali balon s helijem bi v stratosfero razpršil serije mikroskopskih delcev, imenovanih aerosoli, na višinah 12,4 milj (20 kilometrov) ali več - veliko višje, kot običajno letijo letala. Aerosoli bi ostali lebdeči v zraku, premajhni, da bi bili vidni kot oblaki s tal, a dovolj neprozorni, da bi odbili delček sončne energije nazaj v vesolje.

V simulacijah se zdi, da je SAI izvedljiv koncept. A2018 Poročilo Medvladnega odbora za podnebne spremembe (IPCC). ugotovili, da lahko flota visokoletečih letal odloži dovolj aerosolov, da izravna sedanje ravni globalnega segrevanja. Toda aerosole bi bilo treba dopolnjevati vsakih nekaj let, metoda pa se ukvarja le z enim od simptomov podnebnih sprememb, namesto da bi odpravila njihov glavni vzrok,Učinek tople grede. V najboljšem primeru je to začasni ukrep, ki preprečuje naraščajoče temperature, medtem ko države hkrati znižujejo ravni ogljikovega dioksida.

Doslej so bile raziskave SAI teoretične, dopolnjene z omejeno količino podatkov iz resničnega sveta iz vulkanskih izbruhov. SCoPEx želi izvajati meritve v resničnem svetu pod skrbno nadzorovanimi pogoji, kar omogoča boljšo kalibracijo računalniških modelov. 'Če želimo odločevalcem zagotoviti koristne informacije o tem, ali bi to lahko delovalo, moramo naše modele utemeljiti,' je glavni raziskovalec projekta Frank Keutsch z Oddelka za kemijo in kemijsko biologijo na Univerzi Harvard, povedal za Boston Globe .

Vulkani v glavnem oddajajo spojine na osnovi žvepla. Toda te spojine ne le ohlajajo atmosfere, temveč tudi poškodujejo zaščito Zemlje ozon plast, ki nas ščiti pred škodljivim UV sevanjem. Tako se ekipa SCoPEx osredotoča na manj škodljiv aerosol,kalcijz drugimi besedami karbonatni – kredni prah – za katerega raziskovalci upajo, da bo povzročil želeni hladilni učinek, ne da bi poškodoval ozonski plašč.

Predlagani poskus

Ekipa želi uporabiti veliko plovilo brez posadkehelijbalon, ki bi bil podoben standardnemu vremenskemu balonu, le da bi bil opremljen s propelerji, ki bi ekipi na tleh omogočali nadzorovano manevriranje. S pomočjo švedske vesoljske korporacije so znanstveniki načrtovali izstrelitev balona blizu Kirune na Švedskem.

Na prvem poletu, ki je okvirno načrtovan za prihodnje leto, balon v stratosfero ne bi spustil ničesar. Namesto tega bi se povzpel na višino 12,4 milje, kjer bi ekipa preizkusila manevrski sistem in preverila, ali vsi znanstveni instrumenti in komunikacije delujejo pravilno.

Če bi bil poskus uspešen, bi drugi let izvedel nadzorovano sprostitev 2,2 do 4,4 funtov (1 do 2 kilograma) kalcijevega karbonata na isti višini. Balon bi se med izpustom enakomerno gibal v ravni črti, tako da bi delci aerosola tvorili ozek oblak, dolg približno 0,6 milje (1 km). Balon bi se nato obrnil nazaj skozi oblak in opazoval, kako se delci sčasoma razpršijo in v kolikšni meri odbijajo sončno svetlobo, piše na spletni strani SCoPEx.

Čeprav bi bil testni let SCoPEx dragocen za naše razumevanje SAI, je pomembno, da na projekt gledamo iz perspektive. 'Cilj ni spremeniti podnebja ali celo ugotoviti, ali lahko odsevate sončno svetlobo,' je dejal eden od projektnih znanstvenikov, David Keith, profesor uporabne fizike na Harvardu. prej povedal HowStuffWorks . 'Cilj je preprosto izboljšati naše modele načina nastajanja aerosolov v stratosferi.'

Keith je dejal, da bo pred obsežnim sproščanjem aerosolov potrebno še vsaj desetletje raziskav. Izpust 'lahko vključuje vbrizgavanje približno 1,5 milijona ton [1,4 milijona metričnih ton] v stratosfero na leto,' je dejal. 'Približno sto letal bi moralo neprekinjeno leteti s koristnim tovorom do približno 12 milj [20 km] višine.'

Polemika

Vendar pa SAI ostaja zelo sporen. Eden od pomislekov je, da so ljudje s črpanjem povzročili podnebno krizo toplogredni plini v ozračje, kako so torej lahko ljudje prepričani, da bo črpanje aerosolov vanj izboljšalo stvari? Čeprav računalniško modeliranje kaže, da je SAI varen, še vedno obstaja možnost, da ima nepredvidene stranske učinke. Obstaja možnost, da bi motil vremenske vzorce, škodoval pridelkom z zmanjšanjem količine sončne svetlobe, ki jo prejmejo, in – če se uporabljajo sulfidni aerosoli – poškodoval ozonski plašč.

Nekateri znanstveniki so res previdni pri sledenju poti SAI.

Douglas MacMartin, višji znanstveni sodelavec in višji predavatelj strojnega in vesoljskega inženiringa na Univerzi Cornell ter raziskovalni profesor računalništva in matematike na Kalifornijskem inštitutu, je precej grozljiva ideja, da bi lahko dejansko poskušali nadzorovati celotno podnebje. Tehnologija, povedano Revija Smithsonian . In IPCC leta 2018 diskusija tega, kar je odbor imenoval modifikacija sončnega sevanja (SRM), je sklenil, da 'skupne negotovosti, vključno s tehnološko zrelostjo, fizičnim razumevanjem, možnimi vplivi in ​​izzivi upravljanja, omejujejo sposobnost izvajanja SRM v bližnji prihodnosti.'

Zaradi teh pomislekov je ekipa SCoPEx preložila prvo potovanje svojega helijevega balona, ​​'dokler ni mogoče izvesti temeljitejšega procesa družbenega sodelovanja za obravnavo vprašanj, povezanih z raziskavami sončnega geoinženiringa na Švedskem.'

Toda Keith je trdil, da je resnična nevarnost v nekaterih neodvisnih organizacijah, ki izvajajo SAI brez vrste znanstvenih podatkov, ki jih SCoPEX želi dobiti. Drugi velik ugovor raziskavam SAI je, da se bodo vlade in korporacije, ki že tako neradi zmanjšajo emisije ogljikovega dioksida, oprijele SAI kot dokaz, da so takšna zmanjšanja nepotrebna.

Ta situacija bi lahko izničila morebitne koristi SAI. Tudi če bo misija SCoPEx uspešna in bo SAI v celoti izvedena, bo le dopolnila, ne nadomestila zmanjšanja ogljikovega dioksida. Lizzie Burns, poslovodna direktorica Harvardovega raziskovalnega programa za sončno geoinženiring, je ponudila slikovito primerjavo: »To je kot zdravilo proti bolečinam. Če potrebujete operacijo in jemljete zdravila proti bolečinam, to ne pomeni, da operacije ne potrebujete več.

Zanimivi Članki