Ως διοξείδιο του άνθρακα (CO2Καθώς οι εκπομπές συνεχίζουν να αυξάνονται, το ενδιαφέρον για τη γεωμηχανική αυξάνεται καθώς οι κυβερνήσεις, οι ερευνητές και οι περιβαλλοντολόγοι αναζητούν τρόπους περιορισμού των χειρότερων επιπτώσεων της κλιματικής αλλαγής. Αυτές οι μεγάλης κλίμακας κλιματικές παρεμβάσεις μπορούν να επηρεάσουν τις βροχοπτώσεις, τη γεωργία και τα οικοσυστήματα σε όλο τον κόσμο, καθιστώντας τα πιθανά οφέλη και τους κινδύνους εξίσου σημαντικά.
Μια νέα μελέτη από επιστήμονες του κλίματος στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στη Σάντα Μπάρμπαρα υποδηλώνει ότι δεν έχουν όλες οι τεχνικές γεωμηχανικής τις ίδιες συνέπειες. Ενώ μια προτεινόμενη προσέγγιση θα μπορούσε να διαταράξει σοβαρά έναν από τους πιο σημαντικούς κλιματικούς κύκλους της Γης, η άλλη φαίνεται να έχει μικρή επίδραση. Αποτελέσματα, δημοσιευμένα Το μέλλον του κόσμουΕπισημάνετε γιατί οι ερευνητές λένε ότι κάθε πρόταση πρέπει να αξιολογείται προσεκτικά πριν γίνει πράξη.
«Πρέπει να είμαστε προσεκτικοί σχετικά με την εφαρμογή προτάσεων γεωμηχανικής προτού καταλάβουμε πλήρως τι πρόκειται να συμβεί», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Chen Xing, διδακτορικός φοιτητής στο Brain School of Environmental Science and Management του UCSB.
Γιατί είναι σημαντικό το Ελ Νίνιο;
Ο Xing και η συμφοιτήτρια του Brain, Callie Pfleger, ξεκίνησαν το έργο για να κατανοήσουν καλύτερα πώς η γεωμηχανική θα μπορούσε να επηρεάσει τα θαλάσσια οικοσυστήματα. Αυτή η ερώτηση τους οδήγησε να εξετάσουν γρήγορα τη νότια ταλάντωση του El Niño (ENSO), μια σημαντική κινητήρια δύναμη των ωκεανών και των ατμοσφαιρικών συνθηκών.
Το ENSO είναι ένας φυσικός κλιματικός κύκλος που επαναλαμβάνεται κάθε 2 έως 7 χρόνια. Μετακινεί το ζεστό νερό των ωκεανών στον τροπικό Ειρηνικό, επηρεάζοντας τον καιρό σε όλο τον κόσμο. Κατά τη διάρκεια των εκδηλώσεων El Niño, ζεστό νερό κινείται προς την αμερικανική δυτική ακτή, φέρνοντας συχνά υγρούς χειμώνες στην Καλιφόρνια. Κατά τη διάρκεια της La Niña, το ζεστό νερό παραμένει πιο δυτικά, ενισχύοντας τις βροχές των μουσώνων σε μέρη της Νότιας και Νοτιοανατολικής Ασίας.
Σύγκριση δύο τεχνικών κλιματικής ψύξης
Οι ερευνητές μελέτησαν δύο προσεγγίσεις γεωμηχανικής που στοχεύουν στην ψύξη του πλανήτη αντανακλώντας περισσότερο ηλιακό φως πίσω στο διάστημα. Και οι δύο βασίζονται στην απελευθέρωση μικροσκοπικών σωματιδίων στην ατμόσφαιρα, αλλά διαφέρουν ως προς τα υλικά που χρησιμοποιούνται και το υψόμετρο στο οποίο απελευθερώνονται.
Μια μέθοδος, γνωστή ως θαλάσσια σύννεφα φωτεινότητας (MCB), ψεκάζει σωματίδια θαλάσσιου αλατιού σε απόσταση μικρότερη των 2 km πάνω από την επιφάνεια του ωκεανού. Αυτά τα σωματίδια σχηματίζουν σύννεφα με μικρότερα, πιο πολυάριθμα σταγονίδια, κάνοντας τα σύννεφα πιο φωτεινά και πιο αντανακλαστικά.
Η δεύτερη μέθοδος, που ονομάζεται στρατοσφαιρική έγχυση αερολύματος (SAI), απελευθερώνει πολύ περισσότερα σωματίδια θειικού άλατος στην ατμόσφαιρα. Καθώς αυτά τα σωματίδια απλώνονται πιο ομοιόμορφα σε όλη την υδρόγειο, εμποδίζουν ένα μέρος του εισερχόμενου ηλιακού φωτός σε μια πολύ μεγαλύτερη περιοχή.
Εκπληκτικά εφέ στο Ελ Νίνιο
Η φωτεινότητα των θαλάσσιων νεφών έχει συχνά προταθεί για την ανατολική πλευρά της λεκάνης του ωκεανού λόγω του ισχυρού δυναμικού ψύξης. Ωστόσο, ο Νοτιοανατολικός Ειρηνικός διαδραματίζει επίσης σημαντικό ρόλο στη διατήρηση του ENSO.
Οι προσομοιώσεις αποκάλυψαν ένα απροσδόκητο αποτέλεσμα. «Η τοποθέτηση του MCB στον υποτροπικό ανατολικό Ειρηνικό μειώνει δραματικά το πλάτος του ENSO κατά περίπου 61%,» γράφουν οι συγγραφείς.
«Είναι δύσκολο να αλλάξεις το ENSO τόσο γρήγορα», δήλωσε η αναπληρώτρια καθηγήτρια Samantha Stevenson, η οποία συνέγραψε τη μελέτη και είναι σύμβουλος των Xing και Pfleger.
Η φωτεινότητα των θαλάσσιων νεφών είναι ένας παράγοντας για το πώς αλλάζει ο τοπικός καιρός. Τα φωτεινά σύννεφα δροσίζουν την επιφάνεια του ωκεανού κάτω και μειώνουν επίσης τη βροχόπτωση, επειδή τα μικρά σταγονίδια σύννεφων είναι λιγότερο πιθανό να συγχωνευθούν σε σταγόνες βροχής. Καθώς ψύχεται, ο ξηρός αέρας εξαπλώνεται στον κεντρικό Ειρηνικό, η εξάτμιση μειώνεται, η ατμοσφαιρική κυκλοφορία εξασθενεί και οι άνεμοι κατά μήκος του ισημερινού ενισχύονται. Αυτές οι αλλαγές αυξάνουν την ανύψωση του κρύου νερού και δροσίζουν περαιτέρω την επιφάνεια του ωκεανού.
Μαζί, αυτά τα αποτελέσματα αποδυναμώνουν δραματικά το ENSO.
Οι ερευνητές περίμεναν ότι η φωτεινότητα των θαλάσσιων νεφών θα επηρεάσει το κλίμα, αλλά όχι σε αυτόν τον βαθμό.
Πιστεύαμε ότι οι προτάσεις θα μπορούσαν να έχουν αντίκτυπο, “αλλά δεν περιμέναμε ότι τα δύο τρίτα του ENSO θα εξαφανίζονταν”, είπε ο Jing. Το takeaway, πρόσθεσε, είναι ξεκάθαρο: «Μην κάνετε MCB πάνω από τον ανατολικό Ειρηνικό γιατί θα μπορούσε να προκαλέσει μια εξαιρετικά ισχυρή αλυσιδωτή αντίδραση από την εξαφάνιση του ENSO».
Γιατί τα στρατοσφαιρικά αερολύματα συμπεριφέρονται διαφορετικά;
Μια δεύτερη τεχνική γεωμηχανικής έδωσε ένα πολύ διαφορετικό αποτέλεσμα. Η ένεση στρατοσφαιρικού αερολύματος δεν είχε σχεδόν καμία μετρήσιμη επίδραση στο ENSO.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι η διαφορά οφείλεται στο πού εκπέμπονται τα σωματίδια. Η φωτεινότητα του θαλάσσιου νέφους συγκεντρώνει σωματίδια κοντά στην επιφάνεια της Γης σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Συγκριτικά, τα σωματίδια θειικού άλατος που εγχέονται στη στρατόσφαιρα είναι ευρύτερα διασκορπισμένα, δημιουργώντας ένα πιο ομοιόμορφο αποτέλεσμα ψύξης που είναι λιγότερο διασπαστικό στον τροπικό Ειρηνικό.
Ωστόσο, ο Στίβενσον τόνισε ότι τα ευρήματα δεν πρέπει να ερμηνευθούν ως γενική απόρριψη της φωτεινότητας των θαλάσσιων νέφους.
“Δεν λέμε ότι όλα τα MCB θα σκοτώσουν το ENSO. Λέμε απλώς ότι εάν το κάνετε στη συγκεκριμένη περιοχή, θα συμβεί”, είπε.
Σημείωσε ότι η φωτεινότητα των νέφους των ωκεανών θα μπορούσε ενδεχομένως να αξιοποιηθεί αλλού, αν και η επίτευξη του ίδιου ποσού παγκόσμιας ψύξης θα απαιτούσε πιθανότατα πολύ μεγαλύτερη προσπάθεια.
Πηγαίνετε πέρα από τις θερμοκρασίες κινδύνου για το κλίμα
Οι ερευνητές σημείωσαν επίσης ότι η επιλογή να μην παρέμβει εγκυμονεί τους δικούς της κινδύνους. Η ανεξέλεγκτη κλιματική αλλαγή αναμένεται να διαταράξει τα οικοσυστήματα, τους φυσικούς κλιματικούς κύκλους και τις ανθρώπινες κοινωνίες. Οι επιστήμονες δεν γνωρίζουν ακόμη πώς θα ανταποκριθεί το ίδιο το ENSO στη συνεχιζόμενη υπερθέρμανση του πλανήτη, προσθέτοντας ένα ακόμη στρώμα αβεβαιότητας.
«Η δοκιμή MCB δεν έχει τίποτα να συγκριθεί με την ταχύτητα με την οποία θα αλλάξει το ENSO», είπε ο Στίβενσον. «Δεν μειώνεται φυσικά κατά 60% σε 10 χρόνια, ακόμη και υπό την κλιματική αλλαγή».
Η αντανάκλαση του ηλιακού φωτός μακριά από τη Γη μπορεί επίσης να μειώσει τη φωτοσύνθεση. Αυτό θα μειώσει την παραγωγικότητα των καλλιεργειών, των δασών και των φυκιών. Επειδή τα φύκια αποτελούν τη βάση του τροφικού ιστού του ωκεανού και παράγουν περίπου το 70% του οξυγόνου στην ατμόσφαιρα της Γης, η κατανόηση αυτών των επιπτώσεων είναι ιδιαίτερα σημαντική.
Η ερευνητική ομάδα σχεδιάζει να διερευνήσει πώς διαφορετικές τεχνικές γεωμηχανικής μπορεί να επηρεάσουν τα θαλάσσια οικοσυστήματα σε μελλοντικές μελέτες.
Κατανόηση των ανταλλαγών
Η μελέτη δείχνει ότι η γεωμηχανική δεν μπορεί να κριθεί αποκλειστικά από το πόσο δροσίζει τον πλανήτη. Διαφορετικές προσεγγίσεις μπορούν να προκαλέσουν παρόμοιες μειώσεις στις παγκόσμιες θερμοκρασίες ενώ παράγουν δραματικά διαφορετικές περιφερειακές κλιματικές επιπτώσεις.
«Δύο παρεμβάσεις μπορούν να επιτύχουν τον ίδιο στόχο υπερθέρμανσης του πλανήτη και να έχουν πολύ διαφορετικές περιφερειακές κλιματικές επιπτώσεις», είπε ο Στίβενσον. «Το πιο σημαντικό ερώτημα είναι «Σκεφτόμαστε όλες τις πιθανές συνέπειες;»
