science >> Wetenschap >  >> Natuur

Kunnen deeltjes in zeewolken worden gespoten om de planeet af te koelen?

Schepen die de Stille Oceaan oversteken, stoten deeltjes uit in de schone lucht die een zaadje vormen voor zeewolken. Krediet:NASA

Het idee van geo-engineering, ook wel klimaattechniek genoemd, is zeer controversieel. Maar terwijl broeikasgassen zich blijven ophopen in onze atmosfeer, wetenschappers beginnen te kijken naar mogelijke noodmaatregelen.

Een nieuwe studie van de Universiteit van Washington kijkt naar het idee van verheldering van mariene wolken, die een UW-groep onderzoekt als een veelbelovende strategie om de opwarming van de aarde te compenseren. De strategie zou zout water in de lucht sproeien om zeewolken meer inkomende zonnestralen te laten weerkaatsen. twee UW atmosferische wetenschappers zeggen in een paper gepubliceerd in juli in het tijdschrift De toekomst van de aarde . Dit dubbele doel voor geo-engineeringtests in een vroeg stadium zou de aanbeveling van de Amerikaanse National Academies of Sciences uit 2015 volgen dat alle tests van geo-engineering ook een wetenschappelijk voordeel opleveren.

"Een belangrijke, onopgeloste vraag in de klimaatwetenschap is:hoeveel koelen aerosoldeeltjes de planeet?, " zei hoofdauteur Rob Wood, een UW hoogleraar atmosferische wetenschappen. "Een gecontroleerde test zou meten in hoeverre we in staat zijn om wolken te veranderen, en test een belangrijk onderdeel van klimaatmodellen."

Andere co-auteurs zijn Thomas Ackerman, een UW hoogleraar atmosferische wetenschappen, Philip Rasch van het Pacific Northwest National Laboratory van het Department of Energy en Kelly Wanser van de Ocean Conservancy.

De auteurs maken deel uit van een groep die voorstelt om zout water over de oceanen te sproeien om de helderheid van zeewolken een beetje te vergroten en hun vermogen om zonlicht te weerkaatsen te vergroten. Dit zou een kortetermijnmaatregel kunnen zijn om de opwarming van de aarde te compenseren in een mogelijke toekomstige noodsituatie. Ondertussen, het zou ook een beter begrip van het klimaatsysteem kunnen opleveren.

Een van de grootste onzekerheden in klimaatmodellen zijn de wolken, die zonlicht op onvoorspelbare manieren weerkaatsen. Waterdruppels kunnen alleen condenseren op deeltjes in de lucht, zoals rook, zout of menselijke vervuiling. Wanneer de lucht meer deeltjes bevat, kan dezelfde hoeveelheid vocht kleinere druppeltjes vormen, die witter maakt, helderder, meer reflecterende wolken. Klimaatwetenschappers geloven dat vervuiling sinds de industriële revolutie helderdere wolken heeft gecreëerd die meer zonlicht weerkaatsen, de opwarming door broeikasgassen compenseren, die langgolvige straling opvangen. Maar ze kunnen de omvang van het effect niet vaststellen of voorspellen hoeveel het in de toekomst zou kunnen veranderen.

"Het testen van verheldering van zeewolken zou eigenlijk een aantal grote voordelen hebben voor het beantwoorden van beide vragen, Wood zei. "Kunnen we de wolken op deze manier verstoren, en geven de klimaatmodellen de relatie tussen wolken en aerosolen correct weer?"

Een geconceptualiseerd beeld van een onbemande, wind aangedreven, op afstand bestuurd schip dat kan worden gebruikt om wolkenopheldering te implementeren. Krediet:John MacNeill

Het voorstel wacht nu op financiering van de overheid of particuliere donoren. Voor meerdere jaren, UW-onderzoekers hebben met een groep ingenieurs in de Californische Bay Area gewerkt aan de ontwikkeling van een mondstuk dat zout water verandert in kleine deeltjes die hoog in de zeewolkenlaag kunnen worden gespoten. Het is de eerste in een reeks stappen die nodig zijn om het ongeveer driejarenplan uit te voeren. De onderzoekers stellen voor om:

  • Produceer een sproeier die in staat is biljoenen aerosoldeeltjes per seconde uit te stoten
  • Voer eerste laboratoriumtests uit van de sproeier (UW-onderzoeker Dave Covert hielp in 2015 in de Bay Area bij het testen in de windtunnel van een prototype-sproeier)
  • Voer voorlopige buitentests uit in een kustgebied dat redelijk vlak is, relatief vrij van luchtvervuiling en vatbaar voor zeewolken (de groep zoekt momenteel financiering voor voorgestelde kusttests in Monterey Bay)
  • Stap over op kleinschalige offshore-tests Als de tests succesvol waren, mensen zouden op een dag kunnen beslissen of ze een vergrote versie willen gebruiken om een ​​kleine toename van de reflectie van zonlicht over grote delen van de oceanen van de wereld te creëren.

"We hebben het over een soort nieuwe wereld in termen van ethische kwesties, "Zei Ackerman. "Maar voor het klimaat, we bevinden ons niet langer in een tijdperk van 'doe geen kwaad'. We zijn het klimaat al aan het veranderen. Het is nu een geval van 'de minste van twee kwaden'."

Ackerman spreekt 27 juli in Newry, Maine, op de eerste Gordon Research Conference on Climate Engineering over het voorgestelde testplan. Een andere spreker is de leider van een Harvard University-test van een alternatief voorstel om reflecterende deeltjes hoog in de atmosfeer te spuiten.

Naast het artikel over de wetenschappelijke voordelen van het testen van verheldering van zeewolken, een groep afgestudeerde UW-studenten en -hoogleraren publiceerde een recent artikel over welke specifieke maatregelen mogelijk zijn, ethisch en wetenschappelijk bruikbaar voor het evalueren van een cloud-brightening-test. Auteurs zijn onder meer UW-afgestudeerde studenten en docenten in de filosofie, atmosferische wetenschappen en civiele techniek die deel uitmaakten van een interdisciplinaire UW-afstudeercursus over geo-engineering - een van de eerste in zijn soort.

De klas werd afgelopen winter gegeven door Ackerman en Stephen Gardiner, een UW-professor filosofie die een boek schreef over de ethiek van het opzettelijk sleutelen aan de atmosfeer van de planeet. Ackerman heeft sindsdien een essay geschreven over de onderwijservaring. Hij gelooft dat de interdisciplinaire aanpak de juiste manier is om met geo-engineering verder te gaan.

"Er is een wetenschappelijke vraag over kunnen we het doen, maar er is ook een ethische vraag of we het moeten doen, en een beleidsvraag over hoe we het zouden doen, "Zei Ackerman. "Ik ben een agnost hierin. Ik wil geo-engineering testen en kijken of het werkt. Maar de hele tijd dat we hieraan werken, Ik denk dat we ons nog steeds moeten afvragen:'Moeten we het doen?'"