Skyer med selvsvingende sod kan hjælpe med at standse den globale opvarmning

En ny geoingeniørmetode, der efterligner virkningerne af kraftige vulkanudbrud, foreslår brug af sod til at overvinde tekniske udfordringer.

En ny geoingeniørmetode, der efterligner virkningerne af kraftige vulkanudbrud, foreslår brug af sod til at overvinde tekniske udfordringer. (Kredit: NASA) (Billedkredit: NASA Earth Observatory -billede af Lauren Dauphin ved hjælp af Landsat -data fra U.S. Geological Survey)



En ny geoingeniørmetode, der er afhængig af sodskyer blandet med solreflekterende partikler, der driver sig ind i stratosfæren, er blevet foreslået af forskere som en mulig løsning for at dæmme op for den klimatiske opvarmning, hvis emissionsreduktionerne mislykkes.

Inspireret af naturligt forekommende effekter observeret i kølvandet på kraftige vulkanudbrud, har mange forskere teoretiseret, at spredning af små aerosolpartikler i store højder kan hjælpe med at standse klimaændringer. Efter større udbrud kan store mængder gas og aske spyttet af nogle vulkaner højt i atmosfæren midlertidigt afkøle planeten. For eksempel, udbruddet af Mount Pinatubo i 1991 i Filippinerne forårsagede et fald på en grad Fahrenheit (0,6 grader Celsius) i de gennemsnitlige globale temperaturer , som var målelig over en periode på 15 måneder.

Imidlertid er det ikke let at efterligne eksplosive kræfter på Jordens supervulkaner. Den vulkanske sky, der blev genereret af Pinatubo -bjerget, indeholdt 15 millioner tons svovldioxid og nåede op til 34 kilometers højde. I flere måneder forblev svovldioxidpartiklerne suspenderet i stratosfæren, det andet lag af atmosfæren, der strækker sig mellem 15 til 50 km (9 til 30 miles) højder. Disse partiklers evne til at reflektere solstråling resulterede i, at noget mindre sollys nåede de lavere niveauer i atmosfæren, som derefter oplevede en generel afkøling.

Solenergi sod



Forfattere af en ny undersøgelse, offentliggjort i tidsskriftet Science Advances fredag ​​(14. maj), argumenterer du for, at det kan være for dyrt og tidskrævende at transportere så store mængder solreflekterende aerosol til så høje højder, og at udvikle nye teknologier til at gøre så meget som muligt.

For at få den ønskede køleeffekt skulle sollysreflekterende materiale være spredt over den såkaldte tropopause, grænsen mellem troposfæren (det laveste lag af atmosfæren påvirket af dynamiske vejrmønstre) og den meget mere støjsvage stratosfære.

Overarbejde trækker tyngdekraften alligevel partiklerne til troposfæren. Når de er der, bliver partiklerne hurtigt skyllet væk af regn eller spredt af vind, fortalte Karen Rosenlof, klimaforsker ved Chemical Sciences Laboratory i National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) og tilsvarende forfatter til det nye papir, til demokratija.eu i en e-mail.



For at gøre den vulkaninspirerede klimakølemetode lettere at replikere foreslår forfatterne af det nye papir at bruge flåder af eksisterende fly til at dumpe det sollysreflekterende svovldioxid i en højde af 6,2 til 7,5 miles (10 til 12 miles) kilometer) og lade aerosolen stige opad i stratosfæren helt alene.

For at muliggøre denne selvhøjtidende effekt skulle sort kulstof (som i det væsentlige er sod) føjes til svovldioxidet, oplyser papiret. De sorte kulstofpartikler ville absorbere solstråling og varme den omgivende luft i processen. Den opvarmede luft ville efterfølgende strømme opad og bære den sollysreflekterende aerosol med sig.

Inspireret af skovbrande

Forskerne blev inspireret af undersøgelser af brande i 2017 i Canada , som genererede røgfjerninger, der er rige på sod, der senere blev opdaget af satellitter og vejrballoner i højder på op til 20 km. Det var tilstedeværelsen af ​​sod, der hjalp røgen med at nå så store højder, ifølge det seneste papir.



Teamet brugte Community Earth System Model (CESM) drevet af U.S.National Center for Atmospheric Research til at simulere, hvordan en lignende sky skabt af mennesker kan opføre sig.

Scenariet forestillede sig, at to Teragram (1,1 millioner tons) sollysreflekterende svovldioxid blandet med 11.000 tons sort kulstof ville blive frigivet af en flåde af fly over en ti-dages periode i en strækning på 100 km (100 km) luft i troperne.

Forskerne forklarede, at flyet skulle målrette mod et kompakt område i en højde på cirka 10 til 12 kilometer for at skabe en sky, der var så tæt, at partiklerne ville varme op og stige op i stratosfæren efter hensigten.

'For at gøre dette vurderer vi, at vi har brug for 335 tankfly, der flyver seks to-timers flyvninger dagligt,' sagde Rosenlof. 'Dette er en stor virksomhed, der kræver både forberedelse af geoingeniørmateriale, bestemmelse af, hvordan man bedst kan sprede det lysabsorberende materiale, og dedikeret brug af mindst otte landingsbaner.'

Omkring 20.000 flyrejser ville være nødvendige i løbet af en ti-dages periode for at opnå dette, idet operationen skulle gentages på årsbasis.

Mulighed for sidste udvej

Ved modellering af teknikken forudsiger teamet, at 80% af det sorte kulstof ville stige ind i stratosfæren sammen med det solreflekterende svovldioxid.

Forfatterne understreger imidlertid, at geoengineering -metoder kun skal ses som en midlertidig foranstaltning og en sidste udvej for at købe menneskehedstid, hvis alt andet fejler.

'For at afhjælpe årsagen til den globale opvarmning kræves reduktioner i kuldioxidemissioner,' sagde Rosenlof. 'Hvis teknologien kan udarbejdes på en energieffektiv måde, ville [også være påkrævet] fjernelse af kuldioxid. Hvis emissionsreduktionerne ikke opnås tilstrækkeligt hurtigt, kan temperaturgrænserne i Paris overskrides i år til årtier. I dette tilfælde kan klimaintervention med en form for geoingeniør være nødvendig for at undgå overskridelse af temperaturgrænser. '

Forskerne sagde også, at der skulle være grundig overvejelse af de mulige bivirkninger ved at putte så meget materiale i atmosfæren. Simuleringen beskrevet i papiret viste for eksempel, at tilstedeværelsen af ​​det varmeabsorberende carbon ville varme stratosfæren med 1,8 grader F (1 grad C). Rosenlof sagde, at denne opvarmning ikke ville have nogen effekt på vejret på jorden. Hun indrømmede imidlertid, at forskere er bekymrede over det mulige tab af ozon i stratosfæren, som tilstedeværelsen af ​​forurenende partikler kan udløse.

Følg Tereza Pultarova på Twitter @TerezaPultarova. Følg os på Twitter @Spacedotcom og på Facebook .