Pašizplūstošu kvēpu mākoņi var palīdzēt apturēt globālo sasilšanu
Jauna ģeoinženierijas metode, kas atdarina spēcīgu vulkānu izvirdumu sekas, ierosina izmantot kvēpus, lai pārvarētu tehniskas problēmas. (Kredīts: NASA) (Attēla kredīts: NASA Zemes observatorijas attēls Lauren Dauphin, izmantojot Landsat datus no ASV ģeoloģijas dienesta)
Pētnieki ir ierosinājuši jaunu ģeoinženierijas metodi, kuras pamatā ir kvēpu mākoņi, kas sajaukti ar sauli atstarojošām daļiņām, kuras virzās stratosfērā, kā iespējamu risinājumu, lai ierobežotu klimata sasilšanu, ja emisiju samazināšana neizdodas.
Iedvesmojoties no dabiskiem efektiem, kas novēroti spēcīgu vulkānu izvirdumu rezultātā, daudzi zinātnieki ir izvirzījuši teoriju, ka sīku aerosola daļiņu izkliedēšana lielā augstumā varētu palīdzēt apturēt klimata pārmaiņas. Pēc lieliem izvirdumiem daži gāzes un pelni, ko daži vulkāni izspiež augstu atmosfērā, var uz laiku atdzist planētu. Piemēram, Pinatubo kalna izvirdums 1991. gadā Filipīnās izraisīja viena grāda pēc Fārenheita grādu (0,6 grādi pēc Celsija) pazemināšanos vidējā pasaules temperatūrā , kas bija izmērāms 15 mēnešu laikā.
Tomēr atdarināt Zemes supervulkānu sprādzienbīstamo spēku nav viegli. Pinatubo kalna radītais vulkāniskais mākonis saturēja 15 miljonus tonnu sēra dioksīda un sasniedza 21 jūdzi (34 kilometrus). Sēra dioksīda daļiņas vairākus mēnešus palika suspendētas stratosfērā, kas ir otrais atmosfēras slānis, kas stiepjas starp augstumu no 9 līdz 30 jūdzēm (15 līdz 50 km). Šo daļiņu spēja atspoguļot saules starojumu izraisīja nedaudz mazāk saules gaismas, kas sasniedza zemākos atmosfēras līmeņus, kas pēc tam piedzīvoja vispārēju atdzišanu.
Kvēpi ar saules enerģiju
Autori jauns pētījums, kas publicēts žurnālā Science Advances piektdien (14. maijā) apgalvojiet, ka tik lielu daudzumu saules atstarojoša aerosola izvešana uz tik augstiem augstumiem pārsniedz jebkuru esošo lidmašīnu iespējas, un jaunu tehnoloģiju izstrāde, lai paveiktu tik daudz, būtu pārāk dārga un laikietilpīga.
Lai iegūtu vēlamo dzesēšanas efektu, saules gaismu atstarojošais materiāls būtu jāizkliedē virs tā saucamās tropopauzes, robežas starp troposfēru (atmosfēras zemāko slāni, ko ietekmē dinamiski laika apstākļi) un daudz klusāku stratosfēru.
Virsstundas gravitācija jebkurā gadījumā velk daļiņas uz troposfēru. Nokļūstot tur, daļiņas ātri nomazgā lietus vai izkliedē vējš, portālam guesswhozoo.com pastāstīja Nacionālās okeāna un atmosfēras pārvaldes (NOAA) Ķīmijas zinātņu laboratorijas klimata zinātniece un jaunā raksta autore Karena Rozenofa. e-pasts.
Tātad, lai padarītu vulkānu iedvesmoto klimata dzesēšanas metodi vieglāk atkārtojamu, jaunā dokumenta autori ierosina izmantot esošo lidmašīnu flotes, lai izmestu saules gaismu atstarojošo sēra dioksīdu 6,2 līdz 7,5 jūdžu augstumā (no 10 līdz 12 jūdzēm) kilometrus) un ļaujot aerosolam pašam pacelties augšup stratosfērā.
Lai panāktu šo pašpietiekamo efektu, sēra dioksīdam būtu jāpievieno melnais ogleklis (kas būtībā ir kvēpi). Melnās oglekļa daļiņas absorbētu saules starojumu, procesā sildot apkārtējo gaisu. Pēc tam uzsildītais gaiss plūst uz augšu, nesot sev līdzi saules gaismu atstarojošo aerosolu.
Iedvesmojoties no ugunsgrēkiem
Pētniekus iedvesmoja pētījumi par 2017. gada ugunsgrēkiem Kanādā , kas radīja dūmus, kas bija bagāti ar kvēpiem un kurus vēlāk atklāja satelīti un laika baloni augstumā līdz 12 jūdzēm (20 km). Tieši kvēpu klātbūtne palīdzēja dūmiem sasniegt tik lielu augstumu, teikts nesenajā dokumentā.
Komanda izmantoja Kopienas Zemes sistēmas modeli (CESM), ko vada ASV Nacionālais atmosfēras pētījumu centrs, lai modelētu, kā līdzīgs cilvēku radīts mākonis varētu uzvesties.
Scenārijs paredzēja, ka lidmašīnu flote desmit dienu laikā 60 jūdžu (100 km) garumā atbrīvos divus teragramus (1,1 miljonu tonnu) saules gaismu atstarojošu sēra dioksīdu, kas sajaukts ar 11 000 tonnām melnā oglekļa. gaisa tropos.
Pētnieki paskaidroja, ka lidmašīnai vajadzētu būt mērķētai uz kompaktu teritoriju aptuveni 6, 6 līdz 7, 5 jūdzes (10 līdz 12 kilometru) augstumā, lai izveidotu tik blīvu mākoni, ka daļiņas sakarst un pacelās stratosfērā, kā paredzēts.
'Lai to izdarītu, mums ir vajadzīgi 335 tankkuģi, kas katru dienu veic sešus divu stundu lidojumus,' sacīja Rozenlofs. 'Šis ir liels uzņēmums, kas prasa gan ģeoinženierijas materiāla sagatavošanu, gan to, kā vislabāk izkliedēt gaismu absorbējošo materiālu, gan mērķtiecīgu vismaz astoņu skrejceļu izmantošanu.'
Lai to panāktu, desmit dienu laikā būtu nepieciešami aptuveni 20 000 lidojumu, un operācija būtu jāatkārto katru gadu.
Pēdējā iespēja
Modelējot tehniku, komanda prognozē, ka 80% melnā oglekļa nonāktu stratosfērā kopā ar sauli atstarojošo sēra dioksīdu.
Autori tomēr uzsver, ka ģeoinženierijas metodes jāuzskata tikai par pagaidu pasākumu un iespēju kā pēdējo līdzekli nopirkt cilvēces laiku, ja viss pārējais neizdodas.
'Lai novērstu globālās sasilšanas cēloni, ir jāsamazina oglekļa dioksīda emisijas,' sacīja Rozenofs. “Ja tehnoloģiju var izstrādāt energoefektīvā veidā, [būtu nepieciešama] arī oglekļa dioksīda noņemšana. Ja emisiju samazinājums netiek sasniegts pietiekami ātri, Parīzes temperatūras robežas var tikt pārsniegtas gadiem vai gadu desmitiem. Šajā gadījumā, lai izvairītos no temperatūras robežu pārsniegšanas, varētu būt nepieciešama klimata iejaukšanās ar kādu ģeoinženierijas veidu. ”
Pētnieki arī teica, ka rūpīgi jāapsver iespējamās blakusparādības, ja atmosfērā tiek ievietots tik daudz materiālu. Piemēram, dokumentā aprakstītā simulācija parādīja, ka siltumu absorbējošā oglekļa klātbūtne stratosfēru sasildītu par 1,8 grādiem F (1 grāds C). Rozenofs sacīja, ka šī sasilšana neietekmēs laika apstākļus uz zemes. Viņa tomēr atzina, ka pētnieki ir nobažījušies par iespējamo ozona zudumu stratosfērā, ko varētu izraisīt piesārņojošo daļiņu klātbūtne.
Sekojiet Terēzei Pultarovai vietnē Twitter @TerezaPultarova. Seko mums vietnē Twitter @Spacedotcom un tālāk Facebook .
