Güneş jeomühendisliği - Solar geoengineering
Güneş geomühendislik veya güneş ışını modifikasyonu (ARM) önerilen bir türü olan iklim mühendisliği hangi güneş ışınına () sınırı veya ters insan kaynaklı boşluk geri yansıtılacak iklim değişikliği . Çoğu yöntem , örneğin stratosferik aerosol enjeksiyonu ile, gezegensel albedoyu (yansıma) artıracaktır . Çoğu tekniğin küresel etkileri olmasına rağmen, deniz buzu, kar ve buzullar dahil olmak üzere doğal ısı yansıtıcılarını korumak için yerel koruyucu veya onarıcı yöntemler de önerilmiştir.
Güneş jeomühendisliği, iklim değişikliğinin bir kısmını veya çoğunu önleyebilecek gibi görünüyor. İklim modelleri, sürekli olarak küresel, bölgesel ve yerel sıcaklıkları ve yağışları sanayi öncesi seviyelere yaklaştırabileceğini gösteriyor. Solar jeomühendisliğin başlıca avantajları, konuşlandırılma ve aktif hale gelme hızı ve doğrudan iklimsel etkilerinin tersine çevrilebilirliğidir. En çok çalışılan yöntem olan stratosferik aerosol enjeksiyonu, doğrudan finansal maliyetler açısından teknik olarak uygulanabilir ve ucuz görünmektedir. Güneş enerjisi jeomühendisliği, iklim değişikliği etkilerinin beklenenden daha büyük olması durumunda bir yanıt olarak veya atmosferik sera gazı konsantrasyonları emisyonların azaltılması ve karbondioksitin uzaklaştırılması yoluyla düşürülürken geçici, tamamlayıcı bir önlem olarak hizmet edebilir . Solar jeomühendislik atmosferdeki karbondioksit konsantrasyonlarını doğrudan azaltmaz ve bu nedenle okyanus asitlenmesini ele almaz . Solar jeomühendisliğin aşırı, yetersiz dağılmış veya ani ve sürekli sona ermesi ciddi çevresel riskler doğuracaktır. Diğer olumsuz etkiler mümkündür. Güneş enerjisi jeomühendisliğini yönetmek birçok nedenden dolayı zordur.
genel bakış
operasyon araçları
Yılın ve konumu üzerinden ortalaması, Dünya atmosferi 340 W / m aldığı 2 arasında güneş ışınımı güneşten. Nedeniyle yüksek atmosferik sera gazı konsantrasyonları, güneş ışığı miktarı arasındaki net fark, Dünya tarafından emilir ve enerji miktarı uzaya geri döner 1.7 W / m yükseldi 2 3.1 W / m, 1980'de 2 2019 This Işınımsal zorlama olarak adlandırılan dengesizlik , Dünya'nın saldığından daha fazla enerji emmesi ve küresel sıcaklıkların yükselmesine neden olması anlamına gelir. Güneş jeomühendisliğinin amacı, Dünya'nın albedosunu (yansıma) artırarak ışınımsal zorlamayı azaltmak olacaktır. Gelen güneş radyasyonunun yaklaşık %1'lik bir artışı, mevcut ışınımsal zorlamayı ve dolayısıyla küresel ısınmayı ortadan kaldırmak için yeterli olurken, %2'lik bir albedo artışı, atmosferik karbondioksit konsantrasyonunu ikiye katlamanın etkisini kabaca yarıya indirecektir. Bununla birlikte, sera gazlarından kaynaklanan ısınma ve güneş enerjisi jeomühendisliğinden soğutma enlemler ve mevsimler arasında farklı çalıştığından , bu karşı etki kusurlu olacaktır.
potansiyel roller
Güneş jeomühendisliği, neredeyse evrensel olarak, sera gazı emisyonlarının azaltılmasını, karbondioksitin giderilmesini (bunların ikisi birlikte " azaltma " olarak adlandırılır ) ve uyum çabalarını değiştirmeyi değil, tamamlamayı amaçlar . Örneğin, Royal Society , dönüm noktası 2009 raporunda şunları belirtti: "Jeomühendislik yöntemleri, iklim değişikliğini azaltmanın yerini tutmaz ve yalnızca iklim değişikliğini ele almak için daha geniş bir seçenekler paketinin parçası olarak düşünülmelidir." Bu tür ifadeler güneş enerjisi jeomühendisliği yayınlarında çok yaygındır.
Güneş jeomühendisliğinin etki hızı, iklim değişikliğinden kaynaklanan riskleri yönetmede ona iki potansiyel rol verir . Birincisi, azaltma ve adaptasyon yetersiz kalmaya devam ederse ve/veya iklim değişikliğinin etkileri beklenenden daha fazla iklim hassasiyeti , devrilme noktaları veya kırılganlık nedeniyle şiddetliyse , güneş enerjisi jeomühendisliği bu beklenmedik derecede şiddetli etkileri azaltabilir. Bu şekilde, güneş jeomühendisliğini bir yedek plan olarak uygulama bilgisi, bir tür risk çeşitlendirmesi veya sigortası işlevi görecektir . İkinci olarak, güneş jeomühendisliği, iklim değişikliği hızını yavaşlatarak ve/veya net negatif emisyonlar atmosferik sera gazı konsantrasyonlarını azaltana kadar en kötü iklim etkilerini ortadan kaldırarak "zaman kazanmak" için agresif azaltma ve adaptasyon ile birlikte uygulanabilir. (Şemaya bakın.)
Güneş jeomühendisliği, bölgesel iklimleri stabilize etmenin bir yolu olarak önerildi - örneğin ısı dalgalarını sınırlamak gibi, ancak etkinin coğrafi sınırları üzerinde kontrol çok zor görünüyor.
Tarih
ABD Başkanı Lyndon B. Johnson'ın Bilim Danışma Komitesi tarafından hazırlanan 1965 dönüm noktası raporu "Çevremizin Kalitesini Geri Yüklemek", fosil yakıtlardan kaynaklanan karbondioksit emisyonlarının zararlı etkileri konusunda uyarıda bulundu ve "albedoyu yükseltmek de dahil olmak üzere, "kasıtlı olarak dengeleyici iklim değişiklikleri meydana getirmekten" söz etti. veya Dünya'nın yansıması." 1974 gibi erken bir tarihte, Rus klimatolog Mikhail Budyko , küresel ısınmanın ciddi bir tehdit haline gelmesi durumunda, stratosferdeki uçak uçuşlarıyla, güneş ışığını yansıtacak aerosoller yapmak için kükürt yakarak karşı konulabileceğini öne sürdü. Karbondioksit giderimi ile birlikte, güneş jeomühendisliği, ABD Ulusal Akademileri'nin 1992 iklim değişikliği raporunda ortaklaşa "jeomühendislik" olarak tartışıldı . Konu, Nobel Ödüllü Paul Crutzen 2006'da etkili bir bilimsel makale yayınlayana kadar iklim bilimi ve politika topluluklarında esasen bir tabuydu. Ardından Royal Society (2009) ve ABD Ulusal Akademileri (2015, 2021) tarafından önemli raporlar yayınlandı. Dünya çapındaki toplam araştırma fonu, yılda 10 milyon ABD dolarından az olmak üzere mütevazı kalmaktadır. Güneş jeomühendisliği ile ilgili neredeyse tüm araştırmalar, bilgisayar modellemesi veya laboratuvar testlerinden oluşuyordu ve bilim yeterince anlaşılmadığından daha fazla araştırma fonu için çağrılar var. Sadece birkaç açık hava testi ve deneyi devam etti. Son yıllarda, ABD başkan adayı Andrew Yang , iklim politikasına güneş enerjisi jeomühendisliği araştırmaları için fon sağladı ve bunun bir acil durum seçeneği olarak potansiyel kullanımını önerdi. Harvard Üniversitesi de dahil olmak üzere büyük akademik kurumlar güneş enerjisi jeomühendisliği araştırmalarına başladı. 2021 ABD Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademisi raporu, beş yıl boyunca güneş enerjisi jeomühendisliği araştırmalarına 100-200 milyon dolarlık bir başlangıç yatırımı önerdi.
Etkililik ve etkilerin kanıtı
İklim modelleri, tutarlı bir şekilde, ılımlı bir güneş jeomühendisliğinin, iklimin önemli yönlerini - örneğin, ortalama ve aşırı sıcaklık, su mevcudiyeti, siklon yoğunluğu - alt-bölgesel bir çözünürlükte sanayi öncesi değerlerine daha yakın hale getireceğini göstermektedir. (şekle bakın.)
Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli onun yılında imzalanan (IPCC) Beşinci Değerlendirme Raporu'nda :
Modeller sürekli olarak, SRM'nin yüksek GHG konsantrasyonlarına sahip ve SRM'siz bir dünyaya kıyasla iklim farklılıklarını azaltacağını öne sürüyor; bununla birlikte, yüksek GHG'lerin olmadığı bir iklimle karşılaştırıldığında iklimde (örneğin, sıcaklık ve yağış) kalıcı bölgesel farklılıklar da olacaktır.... Modeller, SRM yöntemlerinin gerçekleştirilebilir olması durumunda artan sıcaklıklara karşı etkili olacaklarını ve daha az, ancak yine de, diğer bazı iklim değişikliklerine karşı koymada etkilidir. SRM, iklim değişikliğinin tüm etkilerine karşı koyamaz ve önerilen tüm jeomühendislik yöntemleri de riskler ve yan etkiler taşır. Hem SRM hem de CDR ile ilgili bilimsel anlayış düzeyi düşük olduğundan, ek sonuçlar henüz tahmin edilemez. Ayrıca jeomühendisliği içeren ve bu raporun kapsamı dışında kalan birçok (politik, etik ve pratik) konu vardır.
2021 ABD Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademisi raporunda şunlar belirtiliyor: "Mevcut araştırmalar, SG'nin yüzey sıcaklıklarını azaltabileceğini ve iklim değişikliğinin neden olduğu bazı riskleri potansiyel olarak iyileştirebileceğini gösteriyor (örneğin, kritik iklim 'devrilme noktalarını' geçmekten kaçınmak; aşırı hava koşullarının zararlı etkileri)."
Güneş jeomühendisliği, antropojenik iklim değişikliklerini kusurlu bir şekilde telafi edecektir. Sera gazları dünya ve yıl boyunca ısınırken, güneş enerjisi jeomühendisliği ışığı düşük enlemlerde ve yarım küre yazında ( güneş ışığının geliş açısı nedeniyle ) ve yalnızca gündüzleri daha etkili bir şekilde yansıtır . Dağıtım rejimleri, enjeksiyon oranlarını enlem ve mevsime göre değiştirerek ve optimize ederek bu heterojenliği telafi edebilir.
Genel olarak, sera gazları tüm gezegeni ısıtır ve yağışta genel bir artışla birlikte hem mekansal hem de zamansal olarak yağış modellerini heterojen bir şekilde değiştirmesi beklenir . Modeller, güneş jeomühendisliğinin bu değişikliklerin her ikisini de telafi edeceğini, ancak yağıştan ziyade sıcaklık için daha etkili olacağını gösteriyor. Bu nedenle, küresel ortalama sıcaklığı tamamen endüstri öncesi bir düzeye döndürmek için güneş enerjisi jeomühendisliğinin kullanılması, yağış değişiklikleri için aşırı düzeltme yapacaktır. Bu, gezegeni kurutacağı ve hatta kuraklığa neden olacağı iddialarına yol açtı, ancak bu, güneş jeomühendisliğinin yoğunluğuna (yani ışınımsal zorlamaya) bağlı olacaktır. Ayrıca, toprak nemi bitkiler için yıllık ortalama yağıştan daha önemlidir. Güneş jeomühendisliği buharlaşmayı azaltacağından, ortalama yıllık yağıştan ziyade toprak nemindeki değişiklikleri daha kesin bir şekilde telafi eder. Aynı şekilde, tropikal musonların yoğunluğu iklim değişikliği ile artar ve güneş jeomühendisliği ile azalır. Tropikal muson yoğunluğunda net bir azalma, güneş jeomühendisliğinin ılımlı kullanımında ortaya çıkabilir, ancak bunun insanlar ve ekosistemler üzerindeki etkisi, muson sisteminin dışında daha fazla net yağış ile bir dereceye kadar hafifletilebilir. Bu, güneş jeomühendisliğinin "Asya ve Afrika yaz musonlarını bozacağı" iddialarına yol açtı, ancak etki belirli uygulama rejimine bağlı olacaktır.
İnsanlar, büyük ölçüde insanlar ve ekosistemler üzerindeki etkilerinden dolayı iklim değişikliği konusunda endişe duyuyorlar. İlk durumda, tarım özellikle önemlidir. Artan atmosferik karbondioksit konsantrasyonlarından ve güneş enerjisi jeomühendisliğinden kaynaklanan tarımsal üretkenlikte net bir artış , daha dağınık ışık ve karbondioksitin gübreleme etkisinin birleşimi nedeniyle bazı çalışmalar tarafından da tahmin edilmiştir. Diğer çalışmalar, güneş enerjisi jeomühendisliğinin tarım üzerinde çok az net etkisi olacağını gösteriyor. Güneş jeomühendisliğinin ekosistemler üzerindeki etkilerinin anlaşılması erken bir aşamadadır. İklim değişikliğini azaltması, genellikle ekosistemlerin korunmasına yardımcı olur, ancak ortaya çıkan daha dağınık gelen güneş ışığı, gölgelik büyümesine göre çalıları destekleyecektir.
Avantajlar
Solar jeomühendisliğin emisyon kesintileri, adaptasyon ve karbondioksit giderimi ile ilgili belirli avantajları vardır. Yayılmadan sonraki aylar içinde iklim değişikliğinin etkisini azaltabilirken, emisyon kesintilerinin ve karbondioksitin giderilmesinin etkileri ertelenir çünkü önledikleri iklim değişikliğinin kendisi gecikir . Stratosferik aerosol enjeksiyonunun, hem azalmayan iklim değişikliğinin hem de agresif azaltmanın beklenen maliyetlerine kıyasla, uygulamanın doğrudan finansal maliyetlerinin çok düşük olması bekleniyor. Son olarak, güneş jeomühendisliğinin doğrudan iklimsel etkileri kısa zaman dilimlerinde tersine çevrilebilir.
Sınırlamalar ve riskler
Yukarıda açıklanan sera gazlarının iklimsel etkisinin kusurlu iptalinin yanı sıra, güneş jeomühendisliği ile ilgili başka önemli sorunlar da vardır.
Yüksek karbondioksit konsantrasyonlarına eksik çözüm
Solar jeomühendislik, sera gazlarını atmosferden uzaklaştırmaz ve dolayısıyla bu gazların okyanus asitlenmesi gibi diğer etkilerini azaltmaz . Kendi başına güneş jeomühendisliğine karşı bir argüman olmasa da , bu, emisyon azaltımını hariç tutarak ona güvenmeye karşı bir argümandır.
Belirsizlik
Güneş jeomühendisliği hakkındaki bilgilerin çoğu, her ikisi de stratosferik aerosol enjeksiyonunun kusurlu analogları olan iklim modellerinden ve volkanik patlamalardan gelir. Etki değerlendirmelerinde kullanılan iklim modelleri, bilim insanlarının antropojenik iklim değişikliğinin etkilerini tahmin etmek için kullandıklarıyla aynıdır. Bu iklim modellerindeki bazı belirsizlikler (aerosol mikrofiziği, stratosferik dinamikler ve alt ızgara ölçekli karıştırma gibi) özellikle güneş jeomühendisliği ile ilgilidir ve gelecekteki araştırmalar için bir hedeftir. Volkanlar, sürekli enjeksiyonun aksine, stratosferdeki malzemeyi tek bir darbede saldıkları için kusurlu bir analogdur.
Bakım ve sonlandırma şoku
Solar jeomühendislik etkileri geçici olacaktır ve bu nedenle uzun vadeli iklim restorasyonu, yeterli karbondioksit giderilene kadar uzun vadeli dağıtıma dayanacaktır . Güneş jeomühendisliği önemli ölçüde ısınmayı maskelerse, aniden durursa ve bir yıl kadar içinde yeniden başlatılmazsa, iklim hızla ısınırdı. Küresel sıcaklıklar, güneş enerjisi jeomühendisliği kullanılmadan var olabilecek seviyelere hızla yükselecektir. Sıcaklıktaki hızlı artış, aynı büyüklükteki kademeli bir artıştan daha ciddi sonuçlara yol açabilir. Bununla birlikte, bazı akademisyenler, bu sonlandırma şokunun önlenmesinin oldukça kolay göründüğünü çünkü sonlandırılan herhangi bir konuşlandırma rejimini yeniden başlatmanın devletlerin çıkarına olacağını ileri sürmüşlerdir; ve altyapı ve bilgi gereksiz ve dayanıklı hale getirilebilir, bu da devletlerin bu ilgiye göre hareket etmesine ve istenmeyen güneş jeomühendisliğini aşamalı olarak ortadan kaldırmasına olanak tanır.
Bazıları güneş jeomühendisliğinin "temelde durdurulmasının imkansız olacağını" iddia ediyor. Bu, yalnızca uzun vadeli bir dağıtım stratejisi için geçerlidir. Kısa vadeli, geçici bir strateji, uygulamayı onlarca yılla sınırlayacaktır. Her durumda, güneş jeomühendisliği aşamalı olarak kaldırılabilir.
Anlaşmazlık ve kontrol
Güneş jeomühendisliğinin iklim modelleri bazı optimal veya tutarlı uygulamalara dayansa da, ülkelerin liderleri ve diğer aktörler güneş enerjisi jeomühendisliğinin kullanılıp kullanılmaması, nasıl ve ne derecede kullanılacağı konusunda fikir ayrılığına düşebilir. Bu, yetersiz konuşlandırmalara neden olabilir ve uluslararası gerilimleri şiddetlendirebilir.
Bazı gözlemciler, güneş enerjisi jeomühendisliğinin askerileştirileceğini veya silahlandırılacağını iddia ediyor. Bununla birlikte, güneş enerjisi jeomühendisliği kesin olmayacağı için silahlandırma tartışmalıdır. Ne olursa olsun, güneş jeomühendisliğinin silahlanmasını yasaklayacak olan Çevresel Modifikasyon Tekniklerinin Askeri veya Diğer Düşmanca Kullanımlarının Yasaklanmasına İlişkin BM Sözleşmesi 1978'de yürürlüğe girdi.
İstenmeyen veya erken kullanım
Ülkelerin uygun önlem veya araştırma olmadan güneş enerjisi jeomühendisliğini kullanmaya başlama riski vardır. En azından stratosferik aerosol enjeksiyonu ile güneş jeomühendisliği, potansiyel etkisine göre düşük doğrudan uygulama maliyetlerine sahip görünüyor. Bu farklı bir problem yapısı yaratır. Emisyonların azaltılması ve karbondioksitin uzaklaştırılmasının sağlanması toplu eylem sorunları ortaya çıkarırken (çünkü daha düşük bir atmosferik karbondioksit konsantrasyonunun sağlanması bir kamu yararıdır ), tek bir ülke veya birkaç ülke güneş enerjisi jeomühendisliğini uygulayabilir. Bazı ülkeler güneş enerjisi jeomühendisliğini üstlenmek için mali ve teknik kaynaklara sahip olabilir.
David Victor, güneş enerjisi jeomühendisliğinin yalnız bir "Greenfinger"ın, "gezegenin kendi kendini tayin etmiş koruyucusu" olmayı kendi üzerine alan zengin bir bireyin erişiminde olduğunu öne sürüyor. Diğerleri buna katılmıyor ve devletlerin güneş enerjisi jeomühendisliğinin kontrolünü sürdürmekte ısrar edeceklerini iddia ediyor.
etkilerin dağılımı
Hem iklim değişikliği hem de güneş jeomühendisliği çeşitli insan gruplarını farklı şekilde etkileyecektir. Bazı gözlemciler güneş jeomühendisliğini mutlaka "kazananlar ve kaybedenler" yaratmak olarak tanımlıyor. Bununla birlikte, modeller, ılımlı bir yoğunlukta güneş enerjisi jeomühendisliğinin, gezegenin hemen hemen tüm bölgelerinin önemli iklim değerlerini endüstri öncesi koşullara daha yakın olarak döndüreceğini göstermektedir. Yani, tüm insanlar endüstri öncesi koşulları tercih ederse, bu tür ılımlı bir kullanım bir Pareto iyileştirmesi olabilir .
Gelişmekte olan ülkeler , iklim değişikliğine karşı daha savunmasız oldukları için özellikle önemlidir . Diğer her şey eşit, bu nedenle güneş jeomühendisliğinin makul bir şekilde kullanılmasından en çok kazanacakları şey onlardır. Gözlemciler bazen güneş jeomühendisliğinin gelişmekte olan ülkeler için daha büyük riskler oluşturduğunu iddia ediyor. Tropikal musonlardaki potansiyel bozulmalar endişe verici olsa da, güneş enerjisi jeomühendisliğinin istenmeyen çevresel etkilerinin gelişmekte olan ülkelerde önemli ölçüde daha büyük olacağına dair hiçbir kanıt yoktur. Ancak bir anlamda, bu daha büyük risk iddiası, sera gazı kaynaklı iklim değişikliğine karşı daha savunmasız olmalarıyla aynı nedenden dolayı doğrudur: gelişmekte olan ülkeler daha zayıf altyapı ve kurumlara sahiptir ve ekonomileri daha büyük ölçüde tarıma dayanmaktadır. Bu nedenle, sera gazlarından veya güneş jeomühendisliğinden kaynaklanan tüm iklim değişikliklerine karşı daha savunmasızdırlar.
Azaltılmış azaltma
Güneş jeomühendisliğinin varlığı, hafifletme için politik ve sosyal itici gücü azaltabilir. Bu genellikle potansiyel bir " ahlaki tehlike " olarak adlandırılır , ancak risk telafisi daha doğru bir terim olabilir. Bu endişe, birçok çevre grubunun ve kampanya yürütücüsünün güneş jeomühendisliğini savunmak veya tartışmak konusunda isteksiz olmasına neden oluyor. Bununla birlikte, çeşitli kamuoyu araştırmaları ve odak grupları, ya güneş jeomühendisliği karşısında emisyon kesintilerini artırma arzusunun ya da etkisinin olmadığının kanıtlarını bulmuştur. Benzer şekilde, bazı modelleme çalışmaları, güneş enerjisi jeomühendisliği tehdidinin aslında emisyon azaltma olasılığını artırabileceğini öne sürüyor.
Gökyüzü ve bulutlar üzerindeki etkisi
Aerosoller veya bulut örtüsü kullanarak güneş radyasyonunun yönetilmesi, doğrudan ve dolaylı güneş radyasyonu arasındaki oranın değiştirilmesini içerir. Bu, bitki ömrünü ve güneş enerjisini etkileyecektir . Fotosentez için yararlı olan görünür ışık, Mie saçılması mekanizması nedeniyle güneş spektrumunun kızılötesi kısmından orantılı olarak daha fazla azalır . Sonuç olarak, atmosferik güneş jeomühendisliğinin yaygınlaştırılması, fitoplanktonların, ağaçların ve mahsullerin büyüme oranlarını şimdi ve yüzyılın sonu arasında en az %2-5 oranında azaltacaktır. Eşit olarak azaltılmış net kısa dalga radyasyonu, silikon fotovoltaiklerin bant aralığı nedeniyle güneş fotovoltaiklerine aynı > %2-5 oranında zarar verecektir.
Önerilen formlar
Atmosferik
Stratosferik aerosol enjeksiyonu
Stratosfere yansıtıcı aerosoller enjekte etmek, en uzun süre dikkat çeken önerilen güneş jeomühendisliği yöntemidir. Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli, Stratosferik aerosol enjeksiyonunun "en çok araştırılan SRM yöntemi olduğu ve ısınmayı 1.5 °C'nin altında sınırlayabileceği konusunda yüksek bir anlaşmaya vardığı " sonucuna varmıştır . Bu teknik , yanardağların patlamasıyla doğal olarak meydana gelen bir soğuma fenomenini taklit edecektir . Sülfatlar, volkanik püskürmelere (ve kanıtlarına) sahip doğal bir analog olduğu için en yaygın olarak önerilen aerosoldür. Fotoforetik parçacıklar, titanyum dioksit ve elmas gibi alternatif malzemeler önerilmiştir. Özel uçakla teslimat , bazen tartışılan topçu ve balonlarla en uygun görünüyor . Beklenen sera ısınmasını önlemek için yeterli miktarda kükürt sağlamanın yıllık maliyetinin 5 ila 10 milyar ABD doları olduğu tahmin edilmektedir. Bu teknik, çok fazla 3.7 W / m verebilir 2 tamamen karbon dioksit iki katına neden Isınma dengelemek için yeterli olan zorlama küresel ortalama negatif, bir.
Deniz bulutunun parlatılması
Bulutların yansıtıcılığını artırmak için atmosfere deniz suyu püskürterek çalışan John Latham ve Stephen Salter tarafından önerilenler gibi çeşitli bulut yansıtma yöntemleri önerilmiştir . Sprey tarafından oluşturulan ekstra yoğunlaşma çekirdekleri, mevcut bulutlardaki damlaların boyut dağılımını değiştirerek onları daha beyaz hale getirecektir. Püskürtücüler, bulutları kalınlaştırmak ve böylece Dünya'dan daha fazla radyasyon yansıtmak için deniz suyundan oluşan sisi havaya püskürtmek için Flettner gemileri olarak bilinen insansız rotor gemi filolarını kullanacaklardı . Beyazlatma etkisi, Twomey etkisi nedeniyle bulutları beyazlatan çok küçük bulut yoğunlaşma çekirdekleri kullanılarak oluşturulur .
Bu teknik, fazla 3,7 W / m verebilir 2 atmosferik karbondioksit konsantrasyonunun iki katına çıkarılması bir ısınma etkisi tersine çevirmek için yeterli bir zorlama küresel ortalama negatif, bir.
Sirk bulutunun incelmesi
Doğal sirrus bulutlarının net bir ısınma etkisi olduğuna inanılıyor. Bunlar çeşitli malzemelerin enjeksiyonu ile dağıtılabilir. Bu yöntem, gelen kısa dalga radyasyonunu azaltmak yerine giden uzun dalga radyasyonunu arttırdığı için kesinlikle güneş jeomühendisliği değildir . Ancak, diğer güneş jeomühendisliği yöntemleri gibi bazı fiziksel ve özellikle yönetişim özelliklerini paylaştığı için sıklıkla dahil edilir.
Okyanus kükürt döngüsü geliştirmesi
Küçük bir kısmı demirle gübreleyerek doğal deniz kükürt döngüsünü geliştirmek ( genellikle bir sera gazı iyileştirme yöntemi olarak kabul edilir) güneş ışığının yansımasını da artırabilir. Bu tür bir gübreleme, özellikle Güney Okyanusu'nda , dimetil sülfür üretimini ve dolayısıyla bulut yansıtıcılığını artıracaktır . Bu potansiyel olarak Antarktika buzunun erimesini yavaşlatmak için bölgesel güneş jeomühendisliği olarak kullanılabilir . Bu tür teknikler aynı zamanda karbonu tutma eğilimindedir , ancak bulut albedosunun artması da olası bir etki gibi görünmektedir.
Karasal
Yüzeylerin yansıtıcılığını artırmak, önemli ölçüde yerel soğutma yaratabilmesine rağmen, genellikle etkisiz bir güneş jeomühendisliği yaklaşımı olacaktır.
Serin çatı
' Soğuk çatı ' teknolojisi olarak bilinen güneş ışınımını yansıtmak için çatı malzemelerinin beyaz veya soluk renklerde boyanması bazı bölgelerde (özellikle Kaliforniya) mevzuat tarafından teşvik edilmektedir. Bu tekniğin nihai etkinliği, tedavi için mevcut olan sınırlı yüzey alanı ile sınırlıdır. Bu teknik W mn 0.01 ve 0.19 / m verebilir 2 genel olarak ortalama negatif şehirler veya tüm yerleşim şekilde muamele edilmiş olup olmadığına bağlı olarak, zorlama. Bu 3.7 W / m göre küçük olduğu 2 atmosferik karbondioksit ikiye katlanması gelen zorlama pozitif. Ayrıca, küçük durumlarda, farklı materyallerin seçilmesiyle çok az maliyetle veya ücretsiz olarak elde edilebilirken, daha büyük ölçekte uygulanması maliyetli olabilir. 2009 Royal Society raporu, "kara yüzeyinin %1'lik bir alanını (yaklaşık 10 12 m 2 ) kaplayan bir 'beyaz çatı yönteminin' toplam maliyetinin yaklaşık 300 milyar $/yıl olacağını, bu da bunu en düşük maliyetlerden biri haline getireceğini belirtmektedir. etkili ve en pahalı yöntemler düşünüldü." Ancak karbondioksit yayan ve küresel ısınmaya katkıda bulunan iklimlendirme ihtiyacını azaltabilir .
Okyanus ve buz değişiklikleri
Fotik bölgenin üst katmanlarında asılı kalan mikroskobik kabarcıklar kullanılarak okyanus köpükleri de önerilmiştir . Daha az maliyetli bir öneri, mevcut gemi yataklarını basitçe uzatmak ve aydınlatmaktır .
Arktik deniz buzu oluşumu, yüzeye daha derin soğuk su pompalanarak artırılabilir. Deniz buzu (ve karasal) buzu, silika küreleri ile albedo artırılarak kalınlaştırılabilir. Denize akan buzullar, buzullara giden ılık su akışını engelleyerek stabilize edilebilir. Tuzlu su okyanustan pompalanabilir ve Batı Antarktika buz tabakasına kar yağabilir.
Bitki örtüsü
Ağaçlandırma içinde tropikal bölgelerde bir soğutma etkisi vardır. Albedoyu artırmak için otlaklarda yapılacak değişiklikler önerilmiştir. Bu teknik, 0.64 W / m verebilir 2 3.7 W / m dengelemek için yeterli olan küresel ortalama negatif zorlama, 2 karbondioksit ikiye katlanması gelen zorlama olumlu, ama küçük bir katkıda bulunabilir. Yüksek albedolu ticari ürünlerin seçilmesi veya genetiğinin değiştirilmesi önerilmiştir. Bu, çiftçilerin basitçe bir çeşitten diğerine geçiş yapmasıyla, uygulanması nispeten basit olma avantajına sahiptir. Bu tekniğin bir sonucu olarak ılıman bölgelerde 1 °C'lik bir soğuma yaşanabilir. Bu teknik, biyo-jeomühendisliğin bir örneğidir . Bu teknik, 0.44 W / m verebilir 2 3.7 W / m dengelemek için yeterli olan küresel ortalama negatif zorlama, 2 karbondioksit ikiye katlanması gelen zorlama olumlu, ama küçük bir katkıda bulunabilir.
Uzay tabanlı
Uzay tabanlı güneş jeomühendisliği projeleri, çoğu yorumcu ve bilim adamı tarafından çok pahalı ve teknik olarak zor olarak görülüyor ve Royal Society , "güneş jeomühendisliğinin olabileceği nispeten kısa bir süre için böyle bir uzay tabanlı armadayı yerleştirmenin maliyetini" öne sürüyor. Uygulanabilir olduğu düşünüldüğünde (yüzyıllar yerine onlarca yıl), muhtemelen diğer güneş enerjisi jeomühendisliği yaklaşımlarıyla rekabet edemez hale getirecektir."
Birkaç yazar, uzaya, belki de Dünya ile Güneş arasındaki L1 noktasına çok büyük bir kırınım ızgarası (ince tel örgü) veya mercek koyarak ışığı Dünya'ya ulaşmadan önce dağıtmayı önerdi . Bu şekilde bir Fresnel lensin kullanılması 1989'da JT Early tarafından ve bir kırınım ızgarası 1997'de Edward Teller , Lowell Wood ve Roderick Hyde tarafından önerildi . 2004 yılında, fizikçi ve bilim kurgu yazarı Gregory Benford bir hesapladı içbükey dönen Fresnel lens uzayda yüzen, 1000 kilometrelik henüz sadece birkaç milimetre kalınlığında, karşıdan karşıya L 1 yaklaşık% 0.5 ile yeryüzüne ulaşan güneş enerjisi azaltacak, nokta %1. Bunun önden yaklaşık 10 milyar ABD dolarına ve kullanım ömrü boyunca 10 milyar ABD doları destekleyici maliyete mal olacağını tahmin etti . Bir sorun, bu tür mega yapıları yerinden çıkaran güneş rüzgarının etkilerine karşı koyma ihtiyacı olacaktır. Dünyanın etrafında dönen aynalar başka bir seçenek.
Yönetim
Solar jeomühendislik, yüksek kaldıracı, düşük görünen doğrudan maliyetleri ve teknik fizibilitesinin yanı sıra güç ve yetki sorunları nedeniyle çeşitli yönetişim zorlukları ortaya çıkarmaktadır. Güneş enerjisi jeomühendisliği, arzu edilebilir olsa da, yaygın bir katılım gerektirmez. Çünkü uluslararası hukuk , genel olarak rıza temelinde olması, bu yaygın katılımı gereklidir iklim değişikliği, azaltmak için hafifletmenin bunun tersidir katılım zorluğu oluşturur. Tartışmalar genel olarak güneş jeomühendisliğinin konuşlandırılması üzerinde kimin kontrole sahip olacağı ve konuşlandırmanın hangi yönetişim rejimi altında izlenebileceği ve denetlenebileceği üzerinedir. Güneş jeomühendisliği için bir yönetişim çerçevesi, uzun bir süre boyunca çok taraflı bir taahhüt içerecek kadar sürdürülebilir olmalı ve yine de bilgi edinilirken, teknikler geliştikçe ve çıkarlar zaman içinde değiştikçe esnek olmalıdır.
Yasal ve düzenleyici sistemler, güneş jeomühendisliğini toplum için kabul edilebilir bir sonuca izin verecek şekilde etkili bir şekilde düzenlemede önemli bir zorlukla karşı karşıya kalabilir. Bazı araştırmacılar, güneş enerjisi jeomühendisliği dağıtımı konusunda küresel bir anlaşmanın oluşturulmasının çok zor olacağını ve bunun yerine güç bloklarının ortaya çıkmasının muhtemel olduğunu öne sürdüler. Bununla birlikte, devletlerin belirli bir güneş enerjisi jeomühendisliği politikasını seçmede işbirliği yapmaları için önemli teşvikler vardır ve bu da tek taraflı konuşlandırmayı pek olası olmayan bir olay haline getirir.
2021'de Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademileri, Güneş Jeomühendisliği Araştırma ve Araştırma Yönetimi için Öneriler fikir birliği çalışma raporunu yayınladı ve şu sonuca vardı:
[A] Politika yapıcıların iklim müdahale seçeneklerine ilişkin anlayışlarını geliştirmek için araştırmaya stratejik yatırım yapılması gerekiyor. Amerika Birleşik Devletleri, güneş jeomühendisliğinin teknik fizibilitesi ve etkinliği, toplum ve çevre üzerindeki olası etkileri ve kamu algıları, politik ve ekonomik dinamikler ve etik gibi sosyal boyutların anlaşılmasını ilerletmek için diğer ülkelerle işbirliği içinde disiplinler arası bir araştırma programı geliştirmelidir. ve eşitlik konuları. Program, araştırma davranış kuralları, araştırma için kamu kaydı, açık hava deneyleri için izin sistemleri, fikri mülkiyet konusunda rehberlik ve kapsayıcı kamu ve paydaş katılım süreçleri gibi unsurları içeren sağlam araştırma yönetimi altında çalışmalıdır.
Halkın tutumu ve siyaset
Güneş jeomühendisliğine yönelik tutumlar ve görüşler hakkında bir avuç çalışma yapılmıştır. Bunlar genellikle düşük düzeyde farkındalık, güneş enerjisi jeomühendisliğinin uygulanmasıyla ilgili huzursuzluk, araştırmaların temkinli desteklenmesi ve sera gazı emisyonlarının azaltılması için bir tercih buluyor . Ortaya çıkan sorunlarla ilgili kamuoyu görüşlerinde sıklıkla olduğu gibi, yanıtlar, soruların belirli ifadeleri ve bağlamına oldukça duyarlıdır. Çoğu kamuoyu araştırması gelişmiş ülkelerde yaşayanlarla anket yapmış olsa da , iklim değişikliğinin etkilerine karşı daha savunmasız olma eğiliminde olan gelişmekte olan ülkelerde yaşayanları inceleyenler, bu ülkelerde biraz daha fazla destek buluyor.
Bu konuyu çevreleyen birçok tartışma var ve bu nedenle güneş jeomühendisliği çok politik bir konu haline geldi. Hiçbir ülkenin güneş enerjisi jeomühendisliği konusunda açık bir hükümet pozisyonu yoktur.
Güneş jeomühendisliği araştırmalarına verilen desteğin neredeyse tamamı iklim değişikliği konusunda endişe duyanlardan geliyor. Bazı gözlemciler, siyasi muhafazakarların, iklim değişikliğini azaltma eylemine karşı çıkanların ve fosil yakıt şirketlerinin güneş enerjisi jeomühendisliği araştırmalarının başlıca savunucuları olduğunu iddia ediyor . Bununla birlikte, yalnızca bir avuç muhafazakar ve iklim eylemi karşıtları desteklerini dile getirdi ve fosil yakıt firmalarının güneş enerjisi jeomühendisliği araştırmalarına dahil olduğuna dair hiçbir kanıt yok. Bunun yerine, bu iddialar genellikle güneş enerjisi jeomühendisliği ile karbon dioksit giderimini (fosil yakıt firmalarının dahil olduğu) daha geniş bir terim olan "jeomühendislik" altında birleştirir.
Bazı çevre grupları güneş enerjisi jeomühendisliği araştırmalarını desteklerken diğerleri buna karşı çıkıyor.
Belirtildiği gibi, gelişmekte olan ülkelerin çıkarları ve rolleri özellikle önemlidir. Solar Radyasyon Yönetimi Yönetişim Girişimi, "SRM araştırması ve yönetişimi hakkında bilgilendirilmiş bir uluslararası konuşmayı genişletmek ve gelişmekte olan ülkelerin bu tartışmalı teknolojiyi değerlendirme kapasitesini geliştirmek" için çalışıyor. Diğer faaliyetlerin yanı sıra, Küresel Güney'deki araştırmacılara hibeler sağlar.
2021'de, Harvard'daki araştırmacılar, Yerli Sámi halkının anavatanlarında yapılan teste itiraz etmesi üzerine bir güneş jeomühendisliği testi planlarını askıya almak zorunda kaldılar . Test, herhangi bir ani atmosferik deneyi içermese de, Saami Konseyi üyeleri , danışma ve güneş jeomühendisliğinin daha geniş kapsamlı olmamasına karşı çıktılar. Uluslararası Çevre Hukuku Merkezi ve diğer gruplar tarafından düzenlenen bir panelde konuşan Saami Konseyi Başkan Yardımcısı Åsa Larsson Blind , "Bu, insanlar olarak yaşamamız ve doğaya uyum sağlamamız gerektiğine dair dünya görüşümüze aykırı" dedi.
Ayrıca bakınız
- iklim mühendisliği
- İklim değişikliği
- Bulut tohumlama
- Hava Durumu Modifikasyon İşlemleri ve Araştırma Kurulu
Küresel ısınma portalı
Ekoloji portalı Çevre portalı
Referanslar
daha fazla okuma
- Kraliyet Cemiyeti. " İklimde Jeomühendislik: Bilim, Yönetişim ve Belirsizlik ." Londra: Kraliyet Cemiyeti, 2009.
- Selam Mike. Bilim İklim Değişikliğini Düzeltebilir mi? İklim Mühendisliğine Karşı Bir Dava . Cambridge, Birleşik Krallık: Politika, 2014.
- Ulusal Araştırma Konseyi. İklim Müdahalesi: Güneş Işığını Serin Dünyaya Yansıtmak . Washington: Ulusal Akademiler Basını, 2015.
- Reynolds, Jesse L. Güneş Jeomühendisliğinin Yönetişimi: Antroposen'de İklim Değişikliğini Yönetmek . Cambridge, Birleşik Krallık: Cambridge University Press, 2019.
- Burns, Lizzie, David Keith, Joshua Horton ve Peter Irvine. Teknoloji Bilgi Notu: Solar Geoengineering , 2019.
- Kurzgesagt. Jeomühendislik: Yapmamız Gerekebilecek Korkunç Bir Fikir , 2020.
- Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademileri. Güneş Işığını Yansıtan: Güneş Enerjisi Jeomühendisliği Araştırma ve Araştırma Yönetimi için Öneriler . Washington: Ulusal Akademiler Basını, 2021.