Solární geoinženýrství - Solar geoengineering

viz popisek a popis obrázku
Navrhovaný solární geoinženýrský projekt SPICE využívající upoutaný balónek k injekci síranových aerosolů do stratosféry.

Solární geoinženýrství nebo modifikace slunečního záření (SRM) je navrhovaný typ klimatického inženýrství, ve kterém by se sluneční světlo (sluneční záření) odráželo zpět do vesmíru, aby omezilo nebo zvrátilo změnu klimatu způsobenou člověkem . Většina metod by zvýšila planetární albedo (odrazivost), například se stratosférickou injekcí aerosolu . Ačkoli většina technik by měla globální účinky, byly také navrženy lokalizované ochranné nebo regenerační metody na ochranu přírodních tepelných reflektorů včetně mořského ledu, sněhu a ledovců.

Zdá se, že solární geoinženýrství může zabránit některé nebo velké části klimatických změn. Klimatické modely trvale naznačují, že je schopen vrátit globální, regionální a místní teploty a srážky blíže k předindustriální úrovni. Solární geoinženýrství má hlavní výhody v rychlosti, s jakou by mohl být nasazen a aktivován, a v reverzibilitě jeho přímých klimatických účinků. Stratosférická injekce aerosolu, nejrozšířenější metoda, se zdá být technicky proveditelná a levná z hlediska přímých finančních nákladů. Solární geoinženýrství by mohlo sloužit jako reakce, pokud jsou dopady změny klimatu větší, než se očekávalo, nebo jako dočasné, doplňkové opatření, zatímco koncentrace atmosférických skleníkových plynů se sníží snížením emisí a odstraněním oxidu uhličitého . Solární geoinženýrství by přímo nesnížilo koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře , a neřeší tedy acidifikaci oceánů . Nadměrné, špatně distribuované nebo náhlé a trvalé ukončení solárního geoinženýrství by představovalo vážná rizika pro životní prostředí. Jsou možné i jiné negativní dopady. Řízení solárního geoinženýrství je náročné z několika důvodů.

Přehled

Provozní prostředky

V ročním průměru a umístění, zemská atmosféra obdrží 340 W / m 2 a slunečního záření ze slunce. V důsledku zvýšené koncentrace atmosférických skleníkových plynů vzrostl čistý rozdíl mezi množstvím slunečního světla absorbovaného Zemí a množstvím energie vyzařované zpět do vesmíru z 1,7 W/m 2 v roce 1980 na 3,1 W/m 2 v roce 2019. To nerovnováha - nazývaná radiační síla - znamená, že Země absorbuje více energie, než vydává, což způsobuje růst globálních teplot. Cílem solárního geoinženýrství by bylo snížení radiačního působení zvýšením albeda Země (odrazivosti). Nárůst dopadajícího slunečního záření o přibližně 1% by byl dostatečný k eliminaci současného radiačního působení a tím i globálního oteplování, zatímco 2% nárůst albedo by zhruba zdvojnásobil účinek zdvojnásobení koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře. Protože však oteplování ze skleníkových plynů a chlazení ze solárního geoinženýrství fungují v různých zeměpisných šířkách a ročních obdobích odlišně , byl by tento protiefekt nedokonalý.

Potenciální role

Solární geoinženýrství má téměř všeobecně doplňovat, nikoli nahrazovat, snižování emisí skleníkových plynů, odstraňování oxidu uhličitého (těm dvěma dohromady se říká „ zmírňování “) a úsilí o přizpůsobení . Královská společnost například ve své zásadní zprávě za rok 2009 uvedla: „Metody geoinženýrství nenahrazují zmírňování změny klimatu a měly by být považovány pouze za součást širšího balíčku možností řešení změny klimatu.“ Taková tvrzení jsou v solárních geoinženýrských publikacích velmi běžná.

Potenciální doplňkové reakce na změnu klimatu: snížení emisí skleníkových plynů, odstranění oxidu uhličitého, solární geoinženýrství a adaptace. Původně se mu říkalo „ubrouskový diagram“ a nakreslil ho John Shepherd.

Rychlost účinku solárního geoinženýrství mu dává dvě potenciální role v řízení rizik spojených se změnou klimatu. Za prvé, pokud je zmírňování a přizpůsobování nadále nedostatečné a/nebo pokud jsou dopady změny klimatu závažné kvůli větší než očekávané citlivosti klimatu , bodům zlomu nebo zranitelnosti, pak by solární geoinženýrství mohlo tyto neočekávaně závažné dopady omezit. Tímto způsobem by znalost implementace solárního geoinženýrství jako záložního plánu sloužila jako druh diverzifikace rizika nebo pojištění . Za druhé, solární geoinženýrství by mohlo být implementováno spolu s agresivním zmírňováním a přizpůsobováním za účelem „získání času“ zpomalením rychlosti změny klimatu a/nebo odstraněním nejhorších dopadů na klima, dokud čisté negativní emise nesníží koncentrace skleníkových plynů v atmosféře. (Viz diagram.)

Solární geoinženýrství bylo navrženo jako prostředek ke stabilizaci regionálního klimatu - například k omezení vln veder, ale kontrola nad geografickými hranicemi účinku se zdá být velmi obtížná.

Dějiny

Mezní zpráva z roku 1965 „Obnova kvality našeho životního prostředí“ od amerického prezidenta Lyndona B. Johnsona Vědecký poradní výbor varovala před škodlivými účinky emisí oxidu uhličitého z fosilních paliv a zmínila „záměrné vyvolání vyrovnávacích klimatických změn“, včetně „zvýšení albeda neboli odrazivost Země. “ Již v roce 1974 ruský klimatolog Michail Budyko navrhl, že pokud by se globální oteplování někdy stalo vážnou hrozbou, dalo by se mu zabránit letem letadel ve stratosféře, spalováním síry za vzniku aerosolů, které by odrážely sluneční světlo. Spolu s odstraňováním oxidu uhličitého bylo solární geoinženýrství diskutováno společně jako „geoinženýrství“ ve zprávě o klimatických změnách z roku 1992 z amerických národních akademií . Toto téma bylo v klimatické a politické komunitě v zásadě tabu, dokud laureát Nobelovy ceny Paul Crutzen v roce 2006 nezveřejnil vlivný vědecký dokument. Následovaly hlavní zprávy Královské společnosti (2009) a Amerických národních akademií (2015, 2021). Celkové financování výzkumu na celém světě zůstává skromné, méně než 10 milionů amerických dolarů ročně. Téměř veškerý výzkum solárního geoinženýrství dosud sestával z počítačového modelování nebo laboratorních testů a kvůli špatnému pochopení vědy se ozývají výzvy k dalšímu financování výzkumu. Proběhlo jen několik venkovních testů a experimentů. V posledních letech americký prezidentský kandidát Andrew Yang zahrnul do své klimatické politiky financování výzkumu solárního geoinženýrství a navrhl jeho potenciální využití jako nouzovou možnost. Významné akademické instituce, včetně Harvardské univerzity , zahájily výzkum solárního geoinženýrství. Zpráva Americké národní akademie věd, inženýrství a medicíny z roku 2021 doporučila počáteční investici do výzkumu solárního geoinženýrství ve výši 100–200 milionů $ po dobu pěti let.

Důkaz účinnosti a dopadů

Modelovací důkazy o vlivu skleníkových plynů a solárního geoinženýrství na průměrnou roční teplotu (levý sloupec) a srážky (pravý sloupec). První řada (a) je středně vysoké pokračující emise skleníkových plynů (RCP4.5) na konci století. Druhá řada (b) je stejný scénář emisí a čas, přičemž solární geoinženýrství sníží globální oteplování na 1,5 stupně C. Třetí řádek (c) je stejný scénář emisí, ale v blízké budoucnosti, kdy by globální oteplování bylo 1,5 stupně C, bez solárního geoinženýrství. Podobnost mezi druhou a třetí řadou naznačuje, že solární geoinženýrství by mohlo přiměřeně omezit změnu klimatu.

Klimatické modely důsledně naznačují, že mírná velikost slunečního geoinženýrství by přinesla důležité aspekty klimatu - například průměrnou a extrémní teplotu, dostupnost vody, intenzitu cyklónu - blíže k jejich předindustriálním hodnotám v subregionálním rozlišení. (Viz obrázek.)

Mezivládní panel pro změny klimatu (IPCC) dospěl ve svém zprávě Pátá hodnotící :

Modely důsledně naznačují, že SRM by obecně snížilo klimatické rozdíly ve srovnání se světem se zvýšenými koncentracemi skleníkových plynů a bez SRM; ve srovnání s podnebím bez zvýšených emisí skleníkových plynů by však také existovaly zbytkové regionální rozdíly v klimatu (např. teplota a srážky) .... Modely naznačují, že kdyby byly metody SRM realizovatelné, byly by účinné v boji proti rostoucím teplotám a byly by méně, ale přesto účinný v boji proti některým dalším klimatickým změnám. SRM nebude čelit všem účinkům změny klimatu a všechny navrhované metody geoinženýrství s sebou nesou i rizika a vedlejší účinky. Další důsledky zatím nelze předjímat, protože úroveň vědeckého porozumění SRM i CDR je nízká. Existuje také mnoho (politických, etických a praktických) problémů týkajících se geoinženýrství, které přesahují rámec této zprávy.

Zpráva Americké národní akademie věd, strojírenství a medicíny z roku 2021 uvádí: „Dostupný výzkum naznačuje, že SG by mohl snížit povrchové teploty a potenciálně zmírnit některá rizika spojená se změnou klimatu (např. Vyhnout se překračování kritických klimatických„ bodů zlomu “; škodlivé dopady extrémů počasí). “

Solární geoinženýrství by nedokonale kompenzovalo antropogenní klimatické změny. Skleníkové plyny se ohřívají po celém světě a rok, zatímco solární geoinženýrství odráží světlo efektivněji v nízkých zeměpisných šířkách a v polokoulovém létě (kvůli úhlu dopadu slunečního světla ) a pouze ve dne. Režimy nasazení by mohly tuto heterogenitu kompenzovat změnou a optimalizací rychlosti injekcí podle zeměpisné šířky a sezóny.

Obecně platí, že skleníkové plyny ohřívají celou planetu a očekává se, že budou heterogenně měnit vzorce srážek , a to jak prostorově, tak časově, s celkovým nárůstem srážek. Modely naznačují, že solární geoinženýrství by kompenzovalo obě tyto změny, ale bude účinnější pro teplotu než pro srážky. Využití solárního geoinženýrství k úplnému navrácení globální průměrné teploty na předindustriální úroveň by tedy nadměrně korigovalo změny srážek. To vedlo k tvrzení, že by to planetu vysušilo nebo dokonce způsobilo sucho, ale to by záleželo na intenzitě (tj. Radiační síle) solárního geoinženýrství. Kromě toho je půdní vlhkost pro rostliny důležitější než průměrné roční srážky. Protože solární geoinženýrství by omezilo odpařování, přesněji kompenzuje změny půdní vlhkosti než průměrné roční srážky. Stejně tak je intenzita tropických monzunů zvýšena změnou klimatu a snížena slunečním geoinženýrstvím. Čisté snížení intenzity tropického monzunu se může projevit při mírném využívání solárního geoinženýrství, ačkoli do určité míry by jeho účinek na lidi a ekosystémy byl zmírněn většími srážkami mimo monzunový systém. To vedlo k tvrzení, že solární geoinženýrství „by narušilo letní monzuny v Asii a Africe“, ale dopad by závisel na konkrétním implementačním režimu.

Lidé jsou znepokojeni změnou klimatu z velké části kvůli jejím dopadům na lidi a ekosystémy. V případě prvního z nich je zemědělství obzvláště důležité. Některé studie předpovídaly také čistý nárůst zemědělské produktivity díky zvýšené koncentraci atmosférického oxidu uhličitého a solárnímu geoinženýrství v důsledku kombinace více difuzního světla a efektu hnojení oxidu uhličitého. Jiné studie naznačují, že solární geoinženýrství by mělo malý čistý vliv na zemědělství. Pochopení účinků slunečního geoinženýrství na ekosystémy zůstává v rané fázi. Jeho snížení klimatických změn by obecně pomohlo zachovat ekosystémy, ačkoli výsledné více difúzní sluneční světlo by podporovalo podrost ve srovnání s růstem baldachýnu.

Výhody

Solární geoinženýrství má určité výhody ve srovnání se snižováním emisí, adaptací a odstraňováním oxidu uhličitého. Mohlo by to snížit dopad změny klimatu do několika měsíců po nasazení, zatímco účinky snižování emisí a odstraňování oxidu uhličitého se zpožďují, protože změna klimatu, které zabraňují, se sama oddaluje . Očekává se, že vstřikování stratosférického aerosolu bude mít velmi nízké přímé finanční náklady na implementaci v poměru k očekávaným nákladům na neutuchající změnu klimatu a agresivní zmírňování. Konečně, přímé klimatické efekty solárního geoinženýrství jsou reverzibilní v krátkých časových lhůtách.

Omezení a rizika

Kromě nedokonalého zrušení klimatického účinku skleníkových plynů, popsaného výše, existují další významné problémy se solárním geoinženýrstvím.

Neúplný roztok ke zvýšeným koncentracím oxidu uhličitého

Změna pH hladiny moře způsobená antropogenním CO 2 mezi 1700 a 90. Tato acidifikace oceánů bude stále velkým problémem, pokud nebude snížen atmosférický CO 2 .

Solární geoinženýrství neodstraňuje skleníkové plyny z atmosféry, a tím nesnižuje další efekty těchto plynů, jako je okyselování oceánů . Ačkoli to není argument proti solárnímu geoinženýrství jako takovému, je to argument proti spoléhání se na něj s vyloučením snižování emisí.

Nejistota

Většina informací o solárním geoinženýrství pochází z klimatických modelů a sopečných erupcí, což jsou nedokonalé analogie stratosférického vstřikování aerosolu. Klimatické modely používané při hodnocení dopadů jsou stejné, jaké vědci používají k předpovídání dopadů antropogenní změny klimatu. Některé nejistoty v těchto klimatických modelech (jako je aerosolová mikrofyzika, stratosférická dynamika a míchání sub-grid scale) jsou zvláště důležité pro solární geoinženýrství a jsou cílem budoucího výzkumu. Sopky jsou nedokonalým analogem, protože uvolňují materiál ve stratosféře jediným pulzem, na rozdíl od trvalé injekce.

Údržba a výboj

Účinky solárního geoinženýrství by byly dočasné, a dlouhodobá obnova klimatu by se tedy spoléhala na dlouhodobé nasazení, dokud nebude odstraněn dostatek oxidu uhličitého . Pokud by sluneční geoinženýrství maskovalo výrazné oteplování, prudce se zastavilo a do jednoho roku se neobnovilo, klima by se rychle oteplilo. Globální teploty by rychle stoupaly k úrovním, které by existovaly bez využití solárního geoinženýrství. Rychlý nárůst teploty může mít vážnější důsledky než postupný nárůst stejné velikosti. Někteří vědci však tvrdili, že se zdá, že tomuto šoku z ukončení je poměrně snadné zabránit, protože by bylo v zájmu států obnovit jakýkoli režim ukončeného nasazení; a protože infrastruktura a znalosti by mohly být nadbytečné a odolné, což státům umožní jednat podle tohoto zájmu a postupně vyřadit nežádoucí solární geoinženýrství.

Někteří tvrdí, že solární geoinženýrství „by bylo v podstatě nemožné zastavit“. To platí pouze pro dlouhodobou strategii nasazení. Krátkodobá a dočasná strategie by omezila provádění na desetiletí. V každém případě by solární geoinženýrství mohlo být vyřazeno.

Nesouhlas a kontrola

Přestože klimatické modely solárního geoinženýrství závisí na nějaké optimální nebo konzistentní implementaci, vedoucí představitelé zemí a dalších aktérů se mohou rozcházet v otázce, zda, jak a do jaké míry solární geoinženýrství využívat. To by mohlo mít za následek neoptimální nasazení a zhoršit mezinárodní napětí.

Někteří pozorovatelé tvrdí, že sluneční geoinženýrství bude pravděpodobně militarizované nebo ozbrojené. O vyzbrojování se však vedou spory, protože solární geoinženýrství by bylo nepřesné. Bez ohledu na to v roce 1978 vstoupila v platnost Úmluva OSN o zákazu vojenského nebo jakéhokoli jiného nepřátelského používání technik úpravy životního prostředí , která by zakazovala zbraňování solárního geoinženýrství.

Nechtěné nebo předčasné použití

Existuje riziko, že země mohou začít používat solární geoinženýrství bez řádných opatření nebo výzkumu. Solární geoinženýrství, přinejmenším pomocí stratosférického vstřikování aerosolu, má vzhledem k potenciálnímu dopadu nízké přímé náklady na implementaci. To vytváří jinou strukturu problému. Zatímco zajištění snižování emisí a odstraňování oxidu uhličitého představuje společné problémy (protože zajištění nižší koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře je veřejným statkem ), solární geoinženýrství by mohla zavést jedna země nebo několik zemí. Několik zemí by mohlo mít finanční a technické zdroje k provádění solárního geoinženýrství.

David Victor naznačuje, že solární geoinženýrství je v dosahu osamělého „Greenfingera“, bohatého jedince, který na sebe bere jako „samozvaného ochránce planety“. Jiní nesouhlasí a tvrdí, že státy budou trvat na zachování kontroly nad solárním geoinženýrstvím.

Distribuce účinků

Změna klimatu i solární geoinženýrství by na různé skupiny lidí působily odlišně. Někteří pozorovatelé popisují sluneční geoinženýrství jako nutně vytvářející „vítěze a poražené“. Modely však naznačují, že sluneční geoinženýrství o mírné intenzitě by vrátilo důležité klimatické hodnoty téměř všech oblastí planety blíže k předindustriálním podmínkám. To znamená, že pokud všichni lidé preferují předindustriální podmínky, takové mírné používání by mohlo být Paretovým vylepšením .

Obzvláště důležité jsou rozvojové země , které jsou vůči změně klimatu zranitelnější . Všechno ostatní stejné, proto mají z rozumného využívání solárního geoinženýrství největší prospěch. Pozorovatelé někdy tvrdí, že solární geoinženýrství představuje pro rozvojové země větší rizika. Neexistuje žádný důkaz, že by nežádoucí environmentální dopady solárního geoinženýrství byly v rozvojových zemích výrazně větší, i když potenciální narušení tropických monzunů je problémem. V jednom smyslu je však toto tvrzení o větším riziku pravdivé ze stejného důvodu, že jsou zranitelnější vůči změně klimatu vyvolané skleníkovými plyny: rozvojové země mají slabší infrastrukturu a instituce a jejich ekonomiky se ve větší míře spoléhají na zemědělství. Jsou tak zranitelnější vůči všem klimatickým změnám, ať už jde o skleníkové plyny nebo solární geoinženýrství.

Snížené zmírnění

Existence solárního geoinženýrství může snížit politický a sociální impuls ke zmírňování. Tomu se obecně říká potenciální „ morální hazard “, i když kompenzace rizika může být přesnějším pojmem. Tato obava způsobuje, že se mnoho ekologických skupin a aktivistů zdráhá prosazovat nebo diskutovat o solárním geoinženýrství. Několik průzkumů veřejného mínění a cílových skupin však našlo důkazy buď o tvrzení o touze zvýšit snížení emisí tváří v tvář solárnímu geoinženýrství, nebo o žádném účinku. Podobně některé modelovací práce naznačují, že hrozba solárního geoinženýrství může ve skutečnosti zvýšit pravděpodobnost snížení emisí.

Vliv na oblohu a mraky

Řízení slunečního záření pomocí aerosolů nebo oblačnosti by vyžadovalo změnu poměru mezi přímým a nepřímým slunečním zářením. To by ovlivnilo život rostlin a sluneční energii . Viditelné světlo, užitečné pro fotosyntézu, se snižuje úměrně více než infračervená část slunečního spektra díky mechanismu rozptylu Mie . V důsledku toho by nasazení atmosférického solárního geoinženýrství od nynějška do konce století snížilo alespoň o 2–5% tempo růstu fytoplanktonu, stromů a plodin. Rovnoměrně snížené čisté krátkovlnné záření by uškodilo solární fotovoltaice o> 2–5% kvůli pásmu křemíkové fotovoltaiky.

Navrhované formy

Atmosférický

Stratosférická injekce aerosolu

Vstřikování reflexních aerosolů do stratosféry je navrhovanou metodou solárního geoinženýrství, které se dostalo největší pozornosti. Mezivládní panel pro změnu klimatu dospěl k závěru, že Stratosférická injekce aerosolu „je nejvíce prozkoumanou metodou SRM, s velkou shodou , že by mohla omezit oteplování pod 1,5 ° C“. Tato technika by napodobovala jev ochlazování, ke kterému přirozeně dochází při výbuchu sopky . Sulfáty jsou nejčastěji navrhovaným aerosolem, protože existuje přirozený analog se sopečnými erupcemi (a důkazy z nich). Byly navrženy alternativní materiály, jako je použití fotoforetických částic, oxidu titaničitého a diamantu. Dodání vlastním letadlem se jeví jako nejschůdnější, někdy se diskutuje o dělostřelectvu a balónech . Roční náklady na dodání dostatečného množství síry k potlačení očekávaného skleníkového oteplování se odhadují na 5 až 10 miliard amerických dolarů. Tato technika by mohla poskytnout mnohem více než 3,7 W/m 2 celosvětově zprůměrovaných negativních sil, což je dostatečné pro úplné vyrovnání oteplování způsobeného zdvojnásobením oxidu uhličitého.

Rozjasnění mořského mraku

Byly navrženy různé metody odrazivosti mraků, například metody navržené Johnem Lathamem a Stephenem Salterem , které fungují tak, že rozprašují mořskou vodu do atmosféry, aby zvýšily odrazivost mraků. Extra kondenzační jádra vytvořená sprejem by změnila distribuci velikosti kapek ve stávajících oblacích, aby byly bělejší. Postřikovači by pomocí flotil bezpilotních rotorových lodí známých jako Flettnerovy lodě stříkali do vzduchu mlhu vytvořenou z mořské vody, aby zesílili mraky a odráželi tak více radiace ze Země. Efekt bělení je vytvořen použitím velmi malých jader kondenzace mraků , která díky efektu Twomey bělí mraky .

Tato technika může poskytnout více než 3,7 W / m 2 globálně zprůměrované negativu nutí, která je dostatečná pro zrušení oteplování zdvojnásobení koncentrace oxidu uhličitého v atmosféře.

Ředění oblaku Cirrus

Věří se, že přírodní cirrusová oblaka mají čistý oteplovací účinek. Ty by mohly být rozptýleny vstřikováním různých materiálů. Tato metoda striktně není sluneční geoinženýrství, protože zvyšuje odcházející dlouhovlnné záření místo snižování příchozího krátkovlnného záření . Protože však sdílí některé z fyzických a zejména správních charakteristik jako ostatní metody solárního geoinženýrství, je často součástí.

Vylepšení cyklu síry oceánu

Odraz slunečního světla může také zlepšit posílení přirozeného cyklu mořské síry hnojením malé části železem - typicky považováno za způsob sanace skleníkových plynů . Takové hnojení, zejména v jižním oceánu , by zvýšilo produkci dimethylsulfidu a následně i odrazivost mraků . To by mohlo být potenciálně využito jako regionální solární geoinženýrství, aby se zpomalilo tání antarktického ledu. Tyto techniky mají také tendenci sekvestrovat uhlík , ale pravděpodobným efektem se jeví také zlepšení cloudového albeda.

Pozemní

Zvýšení odrazivosti povrchů by obecně bylo neúčinným solárním geoinženýrským přístupem, i když by to mohlo způsobit významné lokální chlazení.

Chladná střecha

Albedo několika typů střech

Nátěr střešních materiálů bílou nebo bledou barvou, aby odrážel sluneční záření, známý jako technologie „ chladné střechy “, je v některých oblastech (zejména v Kalifornii) podporován legislativou. Tato technika je omezena ve své konečné účinnosti omezenou povrchovou plochou dostupnou pro léčbu. Tato technika může poskytnout mezi 0,01 a 0,19 W/m 2 globálně zprůměrovaných negativních sil, v závislosti na tom, zda jsou takto ošetřena města nebo všechna sídla. To je malé ve srovnání s 3,7 W/m 2 pozitivního působení zdvojnásobení atmosférického oxidu uhličitého. Navíc, zatímco v malých případech to lze dosáhnout za malé nebo žádné náklady jednoduchým výběrem různých materiálů, může to být nákladné, pokud je implementováno ve větším měřítku. Zpráva Královské společnosti z roku 2009 uvádí, že „celkové náklady na„ metodu bílé střechy “pokrývající plochu 1% zemského povrchu (asi 10 12 m 2 ) by činily přibližně 300 miliard $/rok, což je jedna z nejméně zvažovány efektivní a nejdražší metody. “ Může však snížit potřebu klimatizace , která emituje oxid uhličitý a přispívá ke globálnímu oteplování.

Změny oceánu a ledu

Byly také navrženy oceánské pěny využívající mikroskopické bubliny zavěšené v horních vrstvách fototické zóny . Méně nákladným návrhem je jednoduše prodloužit a zesvětlit stávající probuzení lodi .

Tvorbu arktického mořského ledu lze zvýšit čerpáním hlubší chladnější vody na povrch. Mořský led (a pozemský) může být zesílen zvýšením albedo s křemičitými koulemi. Ledovce proudící do moře lze stabilizovat zablokováním toku teplé vody na ledovec. Slanou vodu bylo možné čerpat z oceánu a sněžit na západoantarktický ledový příkrov.

Vegetace

Zalesňování v tropických oblastech má chladivý účinek. Byly navrženy změny na pastvinách za účelem zvýšení albedo. Tato technika může poskytnout 0,64 W/m 2 globálně zprůměrované záporné síly, což je nedostatečné k vyrovnání 3,7 W/m 2 kladné síly ze zdvojnásobení oxidu uhličitého, ale mohlo by to být jen malý přínos. Byl navržen výběr nebo geneticky modifikované komerční plodiny s vysokým albedem. To má tu výhodu, že je to relativně jednoduché na implementaci, kdy farmáři jednoduše přecházejí z jedné odrůdy na druhou. Mírné oblasti mohou v důsledku této techniky dojít k ochlazení o 1 ° C. Tato technika je příkladem bio-geoinženýrství . Tato technika může poskytnout 0,44 W/m 2 celosvětově zprůměrované negativní síly, což je nedostatečné k vyrovnání 3,7 W/m 2 pozitivní síly ze zdvojnásobení oxidu uhličitého, ale mohlo by to být jen malý přínos.

Vesmírné

Základní funkce vesmírné čočky ke zmírnění globálního oteplování. Ve skutečnosti stačí objektiv o průměru 1 000 kilometrů, mnohem menší, než je uvedeno na zjednodušeném obrázku. Navíc jako Fresnelovy čočky by měl tloušťku jen několik milimetrů.

Vesmírné solární geoinženýrské projekty považuje většina komentátorů a vědců za velmi drahé a technicky obtížné, přičemž Královská společnost naznačuje, že „náklady na zavedení takové vesmírné armády na relativně krátkou dobu, kdy může být solární geoinženýrství považováno za použitelné (spíše desetiletí než staletí), by pravděpodobně způsobilo, že by byl konkurenceschopný vůči jiným přístupům solárního geoinženýrství. “

Několik autorů navrhlo rozptýlení světla předtím, než se dostane na Zemi, tím, že do prostoru umístí velmi velkou difrakční mřížku (tenké drátěné pletivo) nebo čočku , možná v bodě L1 mezi Zemí a Sluncem. Použití Fresnelovy čočky tímto způsobem navrhl v roce 1989 JT Early a difrakční mřížku v roce 1997 Edward Teller , Lowell Wood a Roderick Hyde. V roce 2004 fyzik a autor sci -fi Gregory Benford vypočítal, že konkávní rotující Fresnelova čočka o průměru 1000 kilometrů, přesto jen několik milimetrů silná, plovoucí v prostoru v bodě L 1 , sníží sluneční energii dopadající na Zemi přibližně o 0,5% na 1%. Ten odhaduje, že by to stálo kolem nás $ 10 miliard dopředu a další $ 10 miliard v podpůrném nákladů během jeho životnosti. Jedním z problémů by byla potřeba čelit účinkům slunečního větru, který by takové megastruktury přesunul z polohy. Další možností jsou zrcadla obíhající kolem Země.

Řízení

Solární geoinženýrství přináší několik problémů v oblasti správy, protože má vysokou páku, nízké zjevné přímé náklady a technickou proveditelnost a také problémy s mocí a jurisdikcí. Solární geoinženýrství nevyžaduje rozsáhlou účast, i když to může být žádoucí. Vzhledem k tomu, že mezinárodní právo je obecně konsensuální, vytváří to výzvu k účasti, která je opačná než ke zmírňování změny klimatu, kde je vyžadována široká účast. Diskuse se široce vedou o tom, kdo bude mít kontrolu nad zaváděním solárního geoinženýrství a v jakém režimu správy může být nasazení monitorováno a kontrolováno. Rámec správy a řízení solárního geoinženýrství musí být dostatečně udržitelný, aby obsahoval mnohostranný závazek po dlouhou dobu, a přitom být flexibilní, jak jsou získávány informace, vyvíjejí se techniky a mění se zájmy v čase.

Právní a regulační systémy mohou čelit značné výzvě v účinné regulaci solárního geoinženýrství způsobem, který umožňuje přijatelný výsledek pro společnost. Někteří vědci navrhli, že budování globální dohody o zavádění solárního geoinženýrství bude velmi obtížné a místo toho pravděpodobně vzniknou energetické bloky. Státy však mají značné pobídky ke spolupráci při výběru konkrétní politiky solárního geoinženýrství, což činí z jednostranného nasazení spíše nepravděpodobnou událost.

V roce 2021 vydaly Národní akademie věd, strojírenství a lékařství zprávu o konsensuální studijní zprávě Doporučení pro solární geoinženýrský výzkum a správu výzkumu , přičemž dospěli k závěru:

[A] strategické investice do výzkumu jsou nutné k lepšímu porozumění tvůrcům politik možnostem reakce na klima. Spojené státy by měly ve spolupráci s jinými národy vyvinout transdisciplinární výzkumný program, který by zlepšil porozumění technické proveditelnosti a účinnosti solárního geoinženýrství, možných dopadů na společnost a životní prostředí a sociálních dimenzí, jako je vnímání veřejnosti, politická a ekonomická dynamika a etické a aspekty vlastního kapitálu. Program by měl fungovat pod důkladnou správou výzkumu, která zahrnuje takové prvky, jako je kodex chování pro výzkum, veřejný registr pro výzkum, systémy povolování venkovních experimentů, pokyny k duševnímu vlastnictví a inkluzivní procesy zapojení veřejnosti a zúčastněných stran.

Postoje veřejnosti a politika

Bylo provedeno několik studií o postojích a názorech na sluneční geoinženýrství. Obecně se jedná o nízkou úroveň informovanosti, neklid s implementací solárního geoinženýrství, obezřetnou podporu výzkumu a upřednostňování snižování emisí skleníkových plynů . Jak už to u názorů veřejnosti na vznikající problémy často bývá, reakce jsou velmi citlivé na konkrétní formulaci a kontext otázek. Ačkoli většina studií veřejného mínění oslovila obyvatele rozvinutých zemí , ty, které zkoumaly obyvatele rozvojových zemí - které bývají zranitelnější vůči dopadům změny klimatu - tam nacházejí o něco větší podporu.

Okolo tohoto tématu existuje mnoho kontroverzí, a proto se solární geoinženýrství stalo velmi politickým problémem. Žádné země nemají výslovný vládní postoj k solárnímu geoinženýrství.

Podpora výzkumu solárního geoinženýrství pochází téměř výhradně od těch, kteří se obávají změny klimatu. Někteří pozorovatelé tvrdí, že političtí konzervativci, odpůrci opatření ke snížení změny klimatu a firmy na fosilní paliva jsou hlavními zastánci výzkumu solárního geoinženýrství. Podporu však vyjádřila jen hrstka konzervativců a odpůrců opatření v oblasti klimatu a neexistuje žádný důkaz, že by se do výzkumu solárního geoinženýrství zapojily firmy vyrábějící fosilní paliva. Místo toho tato tvrzení často spojují solární geoinženýrství a odstraňování oxidu uhličitého - kde jsou zapojeny firmy vyrábějící fosilní paliva - pod širší pojem „geoinženýrství“.

Některé ekologické skupiny schválily výzkum solárního geoinženýrství, zatímco jiné jsou proti.

Jak bylo uvedeno, zájmy a role rozvojových zemí jsou obzvláště důležité. Iniciativa správy radiačního řízení slunečního záření pracuje na „rozšíření informované mezinárodní konverzace o výzkumu SRM a jeho správě a budování kapacity rozvojových zemí k hodnocení této kontroverzní technologie“. Mimo jiné poskytuje granty výzkumným pracovníkům na globálním jihu.

V roce 2021 byli vědci z Harvardu nuceni pozastavit plány na test solárního geoinženýrství poté, co domorodí Sámové vznesli námitky proti testu, který probíhal v jejich domovině. Ačkoli by test nezahrnoval žádné bezprostřední atmosférické experimenty, členové Rady Saami vystoupili proti nedostatku konzultací a solárního geoinženýrství v širším smyslu. Místopředseda Rady Saami Åsa Larsson Blind ve svém panelu organizovaném Centrem pro mezinárodní právo životního prostředí a dalšími skupinami řekl: „To je v rozporu s naším světonázorem, že bychom jako lidé měli žít a přizpůsobovat se přírodě.“

Viz také

Změna průměrné teploty. Svg Portál globálního oteplování Ekologický portál Portál životního prostředíVlajka Dne Země.png  Aegopodium podagraria1 ies.jpg 

Reference

Další čtení