Solar Geoengineering: Veier kostnadene ved å blokkere solstrålene

Med fremtredende forskere som nå ber om eksperimenter for å teste om pumping av sulfater i atmosfæren trygt kan motvirke global oppvarming, er kritikere bekymret for at verdenssamfunnet kan komme et skritt nærmere å distribuere denne kontroversielle teknologien.

AV NICOLA JONES • 9. JANUAR 2014.

“MonterUtbruddet på Mount Pinatubo i 1991 senket temperaturene nesten en halv grad Celsius. ARLAN NAEG / AFP / GETTY BILDER

I 1991 brøt ut Mount Pinatubo på Filippinene i en av de største vulkanske eksplosjonene i det 20. århundre. Det spyttet opptil 20 millioner tonn svovel i den øvre atmosfæren, skjermet jorden mot solens stråler og fikk globale temperaturer til å synke med nesten en halv grad Celsius på ett år . Det er mer enn halvparten av mengden planeten har varmet på grunn av klimaendringer på 130 år.

Nå tenker noen forskere på å replikere Mount Pinatubos dramatiske kjølekraft ved å bevisst spytte sulfater i atmosfæren for å motvirke global oppvarming. Studier har vist at en slik strategi ville være kraftig, gjennomførbar, hurtigvirkende og billig, i stand til i prinsippet å reversere all forventet oppvarming i verste fall i løpet av det neste århundre eller lenger, samtidig som produktiviteten øker. Harvard University fysiker David Keith, en av verdens mest høylydte talsmenn for seriøs forskning i en slik ordning, kaller det «et billig verktøy som kan gjøre verden grønnere.» I møte med forventede raske klimaendringer hevder Keith at det smarte trekket er å intensivt studere både de positive og negative effektene av å bruke en liten flåte med jetfly for å injisere sulfat-aerosoler høyt inn i atmosfæren for å blokkere en del av solstrålene.Studier har vist at en slik strategi ville være kraftig, gjennomførbar, hurtigvirkende og billig.

Til og med Keith erkjenner at det er alvorlige bekymringer for solenergiingeniør, både når det gjelder miljø og politikk. Voksende diskusjon om eksperimentering med solstrålehåndtering har berørt en følelsesmessig debatt, med talsmenn som sier at teknikken kan være nødvendig for å avverge klimakatastrofe og motstandere som advarer om at utplassering kan føre til internasjonale konflikter og utilsiktede miljøkonsekvenser – og at eksperimentering vil skape en glatt skråning det ville uunngåelig føre til utplassering. University of Chicago geophysicist Raymond Pierrehumbert har kalt ordningen «bjeffende gal.» Kanadisk miljøverner David Suzukihar avvist det som «sinnssykt.» Demonstranter har stoppet selv ufarlige, småskala felteksperimenter som tar sikte på å utforske ideen. Og Keith har mottatt et par drapstrusler fra kanten av miljøfellesskapet.

Det er tydeligvis gode grunner til bekymring. Solteknisk geoingeniør vil sannsynligvis gjøre planeten tørrere, og potensielt forstyrre monsuner på steder som India og skape tørke i deler av tropene . Teknikken kan hjelpe til med å spise det beskyttende ozonskjoldet på planeten vår, og det ville forårsake luftforurensning. Det ville heller ikke gjøre noe for å motvirke problemet med forsuring av havet, som oppstår når havene absorberer høye nivåer av CO2 fra atmosfæren.Noen bekymrer seg for at solenergi-teknologi vil gi politikerne en enkel grunn til å unngå utslippsreduksjoner.

Noen bekymrer seg for at solenergi-teknologi vil gi politikerne en enkel grunn til å unngå å redusere klimagassutslippene. Og hvis virkningene av klimaendringene forverres og nasjoner ikke kan bli enige om hvilken ordning de skal distribuere, eller ved hvilken temperatur planetens termostat skal settes, kan konflikt eller til og med krig føre til at land ensidig starter programmer for å injisere sulfater i atmosfære. «Min største bekymring er samfunnsforstyrrelser og konflikt mellom land,» sier Alan Robock , klimatolog ved Rutgers University i New Jersey.

Som Keith selv oppsummerer, “Solar geoengineering er et ekstraordinært kraftig verktøy. Men det er også farlig. ”

Studier har vist at styring av solstråling kan oppnås og at det vil avkjøle planeten. I fjor høst publiserte Keith en bok, A Case for Climate Engineering , som beskriver det praktiske med en slik ordning. En flåte med ti Gulfstream-stråler kunne brukes til å injisere 25.000 tonn svovel årlig – for eksempel som fint dispergert svovelsyre – i den nedre stratosfæren. Det ville bli økt til en million tonn svovel per år innen 2070, for å motvirke omtrent halvparten av verdens oppvarming fra klimagasser. Tanken er å kombinere en slik ordning med utslippskutt, og holde den i gang omtrent dobbelt så lenge det tar før CO2-konsentrasjoner i atmosfæren jevner seg ut.

I følge Keiths fremskrivninger ville en verden som ville ha varmet 2 grader C ved slutten av århundret, i stedet varme 1 grad C. Keith sier at hans «moderate, midlertidige» plan ville bidra til å unngå mange av problemene knyttet til full-gass-geo-engineering-ordninger som tar sikte på for å motvirke all oppvarming av planeten, samtidig som kostnadene ved å tilpasse seg til raske klimaendringer reduseres. Han anslår at denne ordningen vil koste rundt $ 700 millioner årlig – mindre enn 1 prosent av det som i dag brukes på utvikling av ren energi. Hvis slike relativt beskjedne kostnadsframskrivinger viser seg å være nøyaktige, kan noen enkeltland distribuere solenergi-teknologier uten internasjonal avtale.
‘Det som er overraskende er i hvilken grad det blir tatt mer seriøst,’ sier en forsker.

Ideen om solenergiingeniør går tilbake til i det minste 1970-tallet; forskere har lekt med en rekke ideer, inkludert distribusjon av gigantiske speil for å avlede solenergi tilbake i verdensrommet, eller sprøyting av saltvann i luften for å lage mer reflekterende skyer. I de siste årene har forestillingen om å sprøyte sulfater inn i stratosfæren gått i forkant. «Tilbake i 2000 tenkte vi bare på det som et» hva om «-tankeeksperiment,» sier atmosfærisk forsker Ken Caldeira fra Carnegie Institution for Science, som gjorde noen av de første globale klimamodelleringsarbeidene på konseptet. «I de siste årene er det som er overraskende i hvilken grad det blir tatt mer seriøst i politikkverdenen.»

I 2010 ble de første store kostnadsoverslagene for sulfatspyingsordninger produsert. I 2012 oppførte Kina geoteknikk blant sine jordvitenskapelige forskningsprioriteter. I fjor nevnte det mellomstatlige panelet for klimaendringer sammendragserklæring for beslutningstakere kontroversielt geoteknologi for første gang i panelets 25-årige historie. Og National Academy of Sciences jobber med en geo-engineering rapport , delvis finansiert av US Central Intelligence Agency.

Solar geo-engineering kan ikke nøyaktig motvirke global oppvarming. Karbondioksid varmer planeten ganske jevnt, mens solskinnet er ujevnt: Det er mer på dagtid, om sommeren og nærmere ekvator. Tilbake på 1990-tallet var Caldeira overbevist om at disse forskjellene ville gjøre geoteknologi ineffektiv. «Så vi gjorde disse simuleringene, og til vår store overraskelse gjorde det en ganske god jobb,» sier han. Årsaken er at en tredje faktor har større innvirkning på klimaet enn CO2 eller sollys: polaris. Hvis du kjøler planeten nok til å holde den isen, sier Caldeira, så dominerer dette klimaresponsen.

Men det er fortsatt problemer. Å legge en million tonn svovel i stratosfæren hvert år vil trolig «bidra til tusenvis av dødsfall i luftforurensningen i året», erkjenner Keith. Fordi solenergiingeniør ikke påvirker mengden karbondioksid i luften, vil forsuring av havet fortsette uforminsket. Og sulfater ville endre atmosfærisk kjemi mot dannelse av ozon-ødeleggende klorforbindelser, noe som kan føre til en moderat økning i hudkreft eller ultrafiolett skade på plantelivet. Sulfater vil også gjøre himmelen litt hvitere enn vanlig og solnedgangene mer dramatiske, sier forskere.’Når du prøver å fikse ett problem, skaper du andre problemer,’ advarer en ekspert.

Grunnleggende fysikk viser at oppvarming fra sollys øker planetens vannsyklus mer enn oppvarming fra karbondioksid. Dette er fordi sollys tilfører systemet mer energi, som å skru opp varmen på en komfyr under en gryte med vann, mens karbondioksid bare legger et lokk på gryten. Så motvirkning av drivhusoppvarming ved å redusere sollys vil sannsynligvis gjøre planeten tørrere – modeller forutsier en nedgang på 1 prosent nedbør for hver grad Celsius av oppvarming motvirket, sier Axel Kleidon fra Max Planck Institute for Biogeochemistry i Jena, Tyskland. «Når du prøver å fikse ett problem, skaper du andre problemer,» sier Kleidon, som er imot å forfølge slike teknikker.

Geoengineering Model Intercomparison Project (GEOMIP) så nylig på hvordan solendringer kan påvirke regionale klimamønstre . Den konkluderte med at tropene ville bli overkjølt og stolpene underkjølt. Mens prosjektet konkluderte med at solstrålehåndtering sannsynligvis vil beskytte mer enn 90 prosent av kloden mot de alvorlige endringene i nedbør som er spådd fra klimaendringene, kan sommermonsunene begynne å tørke opp, og kreve en endring i landbruket eller vannlagringssystemene for å tilpasse seg til nytt klima.

Resultatet er at ting vil bli bedre for noen mennesker og verre for andre, selv om detaljene er vanskelig å forutsi. Risproduksjon kan for eksempel gå ned i Kina på grunn av endringer i vannsyklusen, men kan øke på grunn av økt karbondioksid for å mate plantene, sier Caldeira. Til tross for fallet i solskinn, ville avlingsproduktiviteten sannsynligvis øke over hele verden på grunn av høyere atmosfæriske konsentrasjoner av CO2.Keith konkluderer med at det er «fornuftig å bevege seg med bevisst hast mot distribusjon av [sol] geoingeniør.»

Fordi sulfater bare forblir i atmosfæren i noen år, kan et geo-engineering-program stoppes når som helst hvis uventet katastrofe oppstår. Men da ville temperaturen løpe oppover når planeten justerer til mengden karbondioksid i luften. Hvis geo-engineering ble brukt til å motvirke 2 grader C oppvarming over 50 år, for eksempel, ville 2 grader av oppvarming komme tilbake raskt når geo-engineering stopper. Og det er for tiden ikke noe styringssystem som kan overvåke om og hvordan et program skal starte eller stoppe. En gruppe kalt The Solar Radiation Management Governance Initiative har holdt noen workshops de siste årene for å diskutere disse spørsmålene.

Slike bekymringer har ført til at noen mennesker tar en hard holdning mot enhver form for geoteknikk. Dette startet med at miljøorganisasjoner som ETC Group protesterte mot gjødsling av havene i havene – en idé ment å stimulere vekst av planteplankton og så suge opp karbondioksid fra luften, noe som kontroversielt forstyrrer basen i havets næringskjede. Dette førte til en 2008-konvensjon om biologisk mangfolds moratorium mot jerngjødsling , som i 2010 ble utvidet til enhver geoingeniør .

MER FRA YALE e360

Stigende vann: Hvor raskt og hvor langt vil havnivået stige?

Hvor raskt og hvor langt vil havnivået stige

Selv om den siste FN-klimarapporten øker anslagene for havnivåstigning betydelig dette århundret, advarer noen forskere til og med at disse estimatene er for konservative. Men,Nicola Jonesrapporter, en ting er sikkert: Å forutsi havnivåstigning langt inn i fremtiden er en veldig vanskelig oppgave.LES MER

Disse avtalene er ikke-bindende, men har fortsatt innflytelse, selv på tilsynelatende ufarlig eksperimentering. Da forskergruppen Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering (SPICE) forsøkte å kjøre et lite felteksperiment i 2011 for å spraye vann i luften fra ballonger som en måte å teste et stratosfærisk leveringssystem, tvang demonstranter gruppen til å stoppe . Dette irriterer Caldeira. «Jeg synes det er veldig farlig å fortelle forskere at et eksperiment uten risiko i seg selv ikke kan utføres fordi vi ikke liker det det kan føre til,» sier han.

Til dags dato har ingen geofaglige forsøk på solenergi funnet sted, bortsett fra en studie eller to som så på ideen om å så mer reflekterende skyer. Keith hevder at noen eksperimenter ville være gode å teste risikoen og effekten av en slik strategi, og han har foreslått et møte med forskere for å hash ut en liste over passende arbeid som bør gjøres. Han og kollegene planlegger for øyeblikket eksperimenter som vil injisere mindre enn hundre kilo aerosolmateriale i stratosfæren for å undersøke noe av den påfølgende klorkjemien. De har ennå ikke kommet til scenen for et offisielt forslag.

Men Robock argumenterer for at mens modellering og innendørs eksperimenter bør forfølges, er utendørs feltforsøk problematiske. «Du kan ikke se klimarespons med mindre et eksperiment er så stort at det faktisk er geoingeniør,» sier Robock.

Keith konkluderer med at det «er fornuftig å bevege seg med bevisst hast mot distribusjon av geo-engineering», så lenge tidlig arbeid støtter det teoretiske løftet om teknikken. Caldeira er mindre bullish og sa: “Klimaendringene vil ikke slukke oss som en art. Geo-engineering vil alltid være en beslutning, ikke en nødvendighet. ”

Sammendrag

En ledende forsker hevder at vi må vurdere å bruke klimateknologi for å redusere tempoet for global oppvarming.

Klimateknikk – som kan redusere tempoet for global oppvarming ved å injisere reflekterende partikler i den øvre atmosfæren – har dukket opp de siste årene som en ekstremt kontroversiell teknologi. Og med god grunn: det bærer ukjente risikoer, og det kan undergrave forpliktelsene til å spare energi. Noen kritikere ser det også som et umoralsk menneskebrudd mot den naturlige verden. Den sistnevnte innvendingen, hevder David Keith i A Scientist’s Case for Climate Engineering , er grunnløs; vi har brukt teknologi for å endre miljøet vårt i årevis. Men han er enig i at det er store problemer som står på spill.

En ledende forsker som lenge har vært bekymret for klimaendringer, tilbyr Keith ikke noe naivt forslag til en enkel løsning på det som kanskje er det mest utfordrende spørsmålet i vår tid; klimateknikk er ingen sølvkule. Men han argumenterer for at vi etter tiår hvor det er gjort svært få fremskritt med å redusere karbonutslipp, må legge denne teknologien på bordet og vurdere den på en ansvarlig måte. Det betyr ikke at vi vil distribuere det, og det betyr ikke at vi kan forlate innsatsen for å redusere klimagassutslipp. Men vi må forstå fullstendig hvilken forskning som må gjøres og hvordan teknologien kan utformes og brukes. Denne boka gir en klar og tilgjengelig oversikt over hva kostnadene og risikoen kan være, og hvordan klimateknikk kan passe inn i et større program for å håndtere klimaendringer.

Legg igjen en kommentar