science >> Wetenschap >  >> Natuur

Van zee tot stijgende zee - klimaatverandering in Amerika

Krediet:Harvard University

Het klimaat wordt dus warmer. Wie kan het wat schelen?

Klimaatverandering heeft een PR-probleem in Amerika. Al decenia, we noemden het 'opwarming van de aarde, ' een onschuldig klinkende zin die een zachte stijging van de wereldwijde temperatuur oproept, alsof je de thermostaat hoger zet in een huis.

"Mensen vroegen dus het klimaat wordt warmer. Wat maakt het uit?" zei Michael B. McElroy, de Gilbert Butler hoogleraar milieustudies aan de Harvard University. "En wetenschappers zijn daar deels verantwoordelijk voor vanwege de manier waarop we klimaatverandering hebben beschreven."

Het was moeilijk om Amerikanen ongerust te maken over een temperatuurstijging van één graad over een periode van 100 jaar, vooral wanneer de meeste beelden die verband houden met de opwarming van de aarde - afbrokkelende ijskappen of een eenzame ijsbeer die door een gesmolten landschap loopt - zo ver weg lijken.

Maar klimaatverandering is hier. Het verzachten van de effecten van de opwarming van de aarde - beter omschreven als onomkeerbare veranderingen in de klimaatstructuur - gaat over meer dan het redden van de planeet op de langere termijn; het gaat om het redden van mensenlevens op korte termijn.

Van zware stormen en catastrofale overstromingen tot recordbrekende droogtes en dodelijke bosbranden, Amerikanen leven elke dag met de gevolgen van een veranderend klimaat. Nog altijd, de meerderheid van de Amerikanen geloofde niet dat klimaatverandering hen persoonlijk zou schaden, volgens een onderzoek van de Yale University. Dat verband - tussen klimaatverandering en de menselijke gezondheid - is, voor een groot deel, ontbreken in openbare gesprekken en politieke debatten in Amerika vandaag.

Onderzoekers van de Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) onderzoeken dat verband tussen de menselijke gezondheid en een veranderend klimaat. Onder hun bevindingen:In Pennsylvania, dagen met gevaarlijk hoge ozonconcentraties aan het oppervlak de komende decennia met 100 procent kunnen toenemen, verhoogt het risico op astma en andere aandoeningen van de luchtwegen bij kinderen. Bosbranden in Washington kunnen dichtbevolkte gebieden dagenlang verstikken met dikke, schadelijke rook. Zware stormen in Texas, Oklahoma, Nebraska, Iowa, de Dakota's en aangrenzende staten zouden de beschermende ozon in de stratosfeer kunnen aantasten, mensen blootstellen, vee en gewassen aan schadelijke ultraviolette straling.

Het oosten van de VS:de hitte stijgt

Als de wereld morgen al zijn CO2-uitstoot zou verminderen, de temperaturen zijn al voldoende gestegen om ernstigere en langdurige hittegolven te veroorzaken. Extreme hitte heeft ernstige gevolgen voor de menselijke gezondheid. Afhankelijk van de vochtigheidsgraad, langdurige blootstelling aan dagen van meer dan 100 graad kan leiden tot een zonnesteek en uitdroging, evenals cardiovasculaire, ademhaling, en cerebrovasculaire aandoeningen.

In het afgelopen decennium, extreme hittegolven in de VS hebben honderden mensen het leven gekost, vooral ouderen en armen in stedelijke gebieden, en kost tientallen miljarden aan schade. noordelijke steden, zoals Chicago, New York, Philadelphia en Boston, die minder bestand zijn tegen te hoge temperaturen, zal de komende jaren waarschijnlijk de dupe worden van de volksgezondheidslast van hittegolven.

Krediet:Hoe, Pieter D., Matto Mildenberger, Jennifer R. Marlon, en Anthony Leiserowitz (2015). "Geografische variatie in meningen over klimaatverandering op staats- en lokale schaal in de VS." Natuur Klimaatverandering, doi:10.1038/nclimate2583

Met weinig vermogen om toekomstige hittegolven te stoppen, de beste optie om schade te beperken is voorbereiding. Het verbeteren van ons vermogen om hittegolven nauwkeurig te voorspellen, kan levens redden.

De meeste huidige modellen kunnen niet langer dan ongeveer 10 dagen voorspellen en seizoensmodellen hebben een beperkt vermogen om extreme gebeurtenissen te voorspellen. In 2012, bijvoorbeeld, het Climate Prediction Center van de National Weather Service voorspelde in plaats daarvan normale zomertemperaturen in het noordoosten en middenwesten van de VS, de regio's kenden drie afzonderlijke, recordbrekende hitte-evenementen in juni en juli die resulteerden in meer dan 100 doden.

Pieter Huybers, Hoogleraar Aard- en Planetaire Wetenschappen bij het Departement Aard- en Planetaire Wetenschappen en Milieuwetenschappen en Engineering aan SEAS, werkt aan het begrijpen en voorspellen van deze dodelijke temperatuurpieken. Huybers en zijn laboratorium identificeerden temperatuurpatronen van het zeeoppervlak die de kans op extreme hittegolven in het oosten van de VS tot 50 dagen van tevoren kunnen voorspellen. Die patronen - zoals een vingerafdruk op het oppervlak van de Stille Oceaan - gaan consequent vooraf aan hittegolven in het oosten van de VS.

Het Huybers-team ontdekte dat gebrek aan neerslag, waarvan bekend is dat het bijdraagt ​​aan hittegolven, wordt ook geassocieerd met deze vingerafdruk, bekend als het Pacific Extreme Pattern. Hoewel het niet garandeert dat een hittegolf zal toeslaan, het zien van dit patroon vergroot de kans dat er een gebeurt aanzienlijk.

"Onze techniek was in staat om eerdere hittegolven te voorspellen, inclusief de dodelijke hittegolven van 2012, en was bekwaam wanneer toegepast op eerdere gebeurtenissen tussen 1950 en 1980, " zei Huybers. "Echter, de techniek voorspelt de Dust Bowl-jaren van de jaren dertig niet, ons eraan herinnerend dat andere omgevingsfactoren ook belangrijk moeten zijn."

Huybers en zijn collega's blijven dit verband onderzoeken, de horizon verleggen bij het voorspellen van zomerse hittegolven in het oosten van de VS

Met meer tijd om voor te bereiden, nutsbedrijven kunnen ervoor zorgen dat ze voldoende stroomopties hebben om een ​​piek in de vraag op te vangen; boeren zouden irrigatietactieken kunnen veranderen om oogstverlies te voorkomen; stadsplanners zouden koelruimtes kunnen opzetten voor ouderen of mensen zonder airconditioners en programma's opvoeren om daklozen en aan huis gebonden mensen te volgen, chronisch zieke oudere Amerikanen.

Naarmate de lucht opwarmt door de wereldwijde klimaatverandering, Stedelijke en voorstedelijke gebieden in het noordoosten kunnen ook een toename van ozon op grondniveau zien - de vervelende chemische verbinding die het grootste deel van smog vormt, vooral in de zomer.

Ozon op leefniveau wordt gecreëerd door chemische reacties met stikstofoxiden (NOx), vluchtige organische stoffen (VOS) en zonlicht. Fabrieken, elektriciteitscentrales en auto's produceren de meeste NOx in de VS.

Het is bekend dat ozon ernstige aandoeningen van de luchtwegen veroorzaakt en is vooral gevaarlijk voor kinderen, senioren, en mensen die aan astma lijden.

De grafiek toont 15 jaar aan oppervlakte-ozonmetingen in Madison County, Illinois. Sinds 1990, ozon nam in de loop van de tijd af als gevolg van de krachtige Clean Air Act en de wijzigingen daarvan, waardoor de uitstoot van ozonprecursoren werd verminderd. Maar zeer hoge temperaturen - zoals te zien in 2012 - verzetten zich tegen die trend. Een soortgelijk patroon werd gezien bij meetplaatsen in het hele land. Krediet:Harvard University

"Zelfs kortdurende blootstelling aan ozon gedurende een paar uur of dagen is in verband gebracht met ernstige gezondheidseffecten, " zei Loretta J. Mickley, Senior Research Fellow in chemie-klimaatinteracties in de Atmospheric Chemistry Modelling Group. "Hoge niveaus van ozon kunnen chronische longziekte verergeren en het sterftecijfer verhogen."

Onderzoekers weten al lang dat temperatuur en ozon met elkaar verbonden zijn - hoe hoger de temperatuur, hoe hoger het ozongehalte. Echter, onderzoekers hebben ook vastgesteld dat als de temperaturen boven het midden van de jaren 90 Fahrenheit stijgen, deze relatie kan stuklopen. Dus, de vraag is:hoe zullen de stijgende temperaturen op aarde de ernst en frequentie van dagen met gevaarlijk hoge niveaus van ozon in de grond beïnvloeden, bekend als ozonafleveringen?

Mickley en haar team ontrafelen de complexe relatie tussen ozon en stijgende temperaturen in de VS.

in 2016, afgestudeerde student Lu Shen en Mickley ontdekten dat als lokale en wereldwijde emissies ongecontroleerd blijven en de temperaturen stijgen zoals verwacht, de VS zou een toename van 70 tot 100 procent kunnen zien in gevaarlijke ozonepisodes, afhankelijk van de regio.

Het noordoosten, Californië en delen van het zuidwesten, het meest getroffen zou worden, de komende 50 jaar tot negen extra dagen per jaar met ongezonde ozonniveaus te maken krijgen. De rest van het land kan tot drie extra dagen ongezonde ozon ervaren.

Wat betekent dat voor de gezondheid in de VS? Ziekenhuisopnames en bezoeken aan spoedeisende hulp zouden toenemen, gevallen van chronische luchtwegaandoeningen, zoals astma en chronische bronchitis, zou verhogen, en meer mensen zouden kunnen sterven aan aandoeningen van de luchtwegen.

"We hebben ambitieuze emissiecontroles nodig om het potentieel van meer dan een week extra dagen met ongezonde ozonniveaus te compenseren, ' zei Mickley.

Het goede nieuws is, we hebben al het krachtige effect gezien dat regelgeving heeft op de ozonniveaus in de VS tussen 1990 en 2016, ozonniveaus aanzienlijk gedaald, vooral aan de oostkust, dankzij de Clean Air Act en de wijzigingen daarvan, die zich richtten op ozonprecursoren.

Het slechte nieuws is dat hoge temperaturen die trend kunnen ombuigen.

Mickley en haar team ontwikkelen ook hulpmiddelen om te voorspellen wanneer en waar Amerikanen op korte termijn het meeste risico lopen op verhoogde ozonniveaus.

Krediet:Harvard University

De onderzoekers ontdekten dat hoge niveaus van ozon in de zomer in het oosten van de VS gecorreleerd zijn met grootschalige meteorologische patronen in de lente, inclusief zeewatertemperaturen. Het team gebruikte deze relatie om de gemiddelde ozonniveaus in de zomer één seizoen van tevoren te voorspellen.

"Een voorspellingstool kan fungeren als een systeem voor vroegtijdige waarschuwing voor gemeenschappen die het meeste risico lopen op dagen met een hoog ozongehalte, " zei Mickley. "Lokale gemeenschappen zouden middelen kunnen mobiliseren en protocollen kunnen plannen om de meest risicovolle burgers te helpen, inclusief kinderen en senioren, tijdens afleveringen in het komende ozonseizoen. Dergelijke protocollen kunnen adviezen bevatten voor mensen om binnen te blijven."

Brouwende stormen in het Midwesten

Naarmate de temperatuur stijgt en meer waterdamp in de atmosfeer verdampt, stormen zullen frequenter en intenser worden, vooral in het Midwesten.

Overstromingen en schade als gevolg van deze stormen vormen een bedreiging voor het leven en het levensonderhoud van de 60 miljoen mensen in de staten in het Midwesten, vooral boeren die afhankelijk zijn van voorspelbare regenpatronen. Maar de intensiteit van deze stormen, gecombineerd met factoren die uniek zijn voor de regio van de Great Plains, kan ook de beschermende ozonlaag beschadigen die het leven op aarde beschermt tegen schadelijke ultraviolette straling.

James G. Anderson, de Philip S. Weld Professor of Atmospheric Chemistry bij SEAS en het Department of Earth and Planetary Sciences, bestudeert dit fenomeen. In 2012, zijn team ontdekte dat tijdens intense zomerstormen over het Midwesten, waterdamp van deze stormen wordt diep in de stratosfeer geïnjecteerd. Door het ozonverlies boven het noordpoolgebied in de winter te bestuderen, Anderson en zijn medewerkers stelden vast dat combinaties van zowel temperatuur als waterdamp stabiele vormen van chloor en broom omzetten in vrije radicalen die ozonmoleculen kunnen omzetten in zuurstof, het impliceren van door storm geïnjecteerde waterdamp in het verlies van ozon boven de VS in de zomer.

Door gebruik te maken van geavanceerde radartechnieken, Anderson en zijn team, waaronder onderzoekers van Texas A&M en de University of Oklahoma, ontdekte onlangs dat duizenden stormen elke zomer de stratosfeer binnendringen om brandstof te leveren voor deze reacties - veel meer dan eerder werd gedacht.

"In plaats van groot, ozonverlies op continentale schaal dat in de winter boven de poolgebieden optreedt, deze radarwaarnemingen en onze nieuwe hoge nauwkeurigheid, temperatuurmetingen met hoge ruimtelijke resolutie toonden aan dat de structuur van ozonverlies in de centrale VS sterk gelokaliseerd is over tal van regio's, ' zei Anderson.

Deze reacties, afhankelijk van de temperatuur van de stratosfeer, zou een week na een storm een ​​daling van de ozonlaag met 12 tot 17 procent in de lagere stratosfeer kunnen veroorzaken. Dit komt overeen met een afname van 2 tot 3 procent van ozon in de stratosfeer in het gebied van verhoogde waterdamp. Zelfs een afname van 1 procent van de ozon in de stratosfeer kan leiden tot een toename van 3 procent van huidkanker bij de mens - alleen al in de VS worden elk jaar drie en een half miljoen nieuwe gevallen van huidkanker gediagnosticeerd. Aangezien ultraviolette straling ook de moleculaire chemie van fotosynthese schaadt, zo'n verandering zou ook een groot effect kunnen hebben op de landbouw in het Midwesten.

"Dit gaat niet alleen over de menselijke gezondheid, dit gaat over gewasopbrengsten, vee, en het vermogen om in de zomer voor langere tijd buiten te functioneren, ' zei Anderson.

Krediet:Harvard University

Anderson en zijn lab ontwikkelen nieuwe platforms om dit fenomeen in actie te observeren. Centraal daarbij staat een onderzoeksplatform genaamd de StratoCruiser, een superdrukballon ontworpen om gegevens te verzamelen met een gemiddelde van 75, 000 voet - ver in de stratosfeer.

Aangedreven door een reeks zonnecellen, de StratoCruiser zal vier tot zes weken boven de centrale VS vliegen, het verzamelen van gegevens over hoe waterdamp die in de stratosfeer wordt geïnjecteerd, de eigenschappen van deeltjes verandert en de reeks chemische reacties initieert die ozon vernietigen.

Anderson en zijn team ontwikkelen meetinstrumenten die stevig genoeg zijn om wind en regen van intense convectieve stormen te weerstaan, maar toch licht genoeg om het instrumentpakket, opgehangen aan een Kevlar-filament onder de ballon, om lucht te bemonsteren tussen 40, 000ft en 75, 000 voet.

De instrumenten moeten werken bij temperaturen van min 120 graden tot plus 90 graden Fahrenheit, bestand zijn tegen de lage druk van de bovenste atmosfeer, zichzelf van stroom voorzien en autonoom opereren voor de zes weken durende missie.

SEAS-studenten in Anderson's Engineering Problem Solving and Design Project (ES 96) spelen een belangrijke rol bij het oplossen van deze ontwerpuitdagingen. Het studententeam dat een spectrometer ontwierp die zoutzuur (HCl) in de atmosfeer meet, kreeg $ 200, 000 van NASA's Undergraduate Student Instrument Project-beurs. Het nieuwe instrument zal door NASA in de herfst van 2017 worden gelanceerd vanaf Ft. zomer, New Mexico.

Een ander ES 96-project voor studenten omvat het ontwerpen en bouwen van een nieuwe klasse instrumenten voor het meten van vrije radicalen en andere reactieve soorten van op zonne-energie aangedreven stratosferische vliegtuigen. Deze instrumenten, die gedurende drie maanden continu gegevens over de VS verzamelt, zal de mogelijkheid bieden om de hoeveelheid UV-straling te voorspellen die in de zomer voor specifieke regio's van de Great Plains-staten wordt geprojecteerd. Het op zonne-energie aangedreven stratosferische vliegtuig kan ook de hele wereld rondvaren om waarnemingen te verkrijgen die verband houden met de reactie van de klimaatstructuur op toenemende niveaus van koolstofdioxide en methaan.

Een van de grootste vragen die Anderson en anderen willen beantwoorden, is of het proces van ozonafbraak al dan niet omkeerbaar is.

Anderson weet hoe goed gecommuniceerde wetenschap kan leiden tot actie tegen klimaatverandering. Het was zijn onderzoek eind jaren tachtig dat uiteindelijk het verband aantoonde tussen chloorfluorkoolwaterstoffen (CFK's) uit spuitbussen, airconditioners en koelkasten en het ozongat in Antarctica. De ontdekking was de belangrijkste stap naar publieke acceptatie van de verbinding, die uiteindelijk leidde tot de geleidelijke afschaffing van CFK's krachtens het in 1987 ondertekende Montreal Protocol van 197 landen.

"We zagen de kracht van regelgeving en wetgeving toen wereldmachten samenkwamen en besloten om CFK's te verbieden, "zei Anderson. "Daarna, we dachten dat we het probleem van de aantasting van de ozonlaag hadden opgelost. Nutsvoorzieningen, het kan veel erger worden gemaakt dan we dachten door klimaatverandering. Als we op deze koers doorgaan, verlagingen van ozon en de daarmee samenhangende verhogingen van de UV-dosis kunnen onomkeerbaar zijn."

Het Westen brandt

Krediet:Liu, JC, LJ Mickley, MP Sulprizio, X ja, K Ebisu, GB Anderson, R Khan, ML Bel. 2016. Deeltjesluchtverontreiniging door bosbranden in het westen van de VS onder klimaatverandering. Klimaatverandering. 138 (3):655-666.

Alleen al in 2016 meer dan 67, 000 bosbranden verbrandden meer dan 5,5 miljoen hectare in de VS, een gebied gelijk aan de grootte van New Jersey. Als de opwarming van de aarde doorzet, de modellen voorspellen dat tegen 2050 het natuurbrandseizoen in het westen van de VS ongeveer drie weken langer zal zijn, twee keer zo rokerig, en zal meer gebied verbranden. In de komende decennia zal het in augustus verbrande gebied zou in de Pacific Northwest met 65 procent kunnen toenemen; zou bijna kunnen verdubbelen in de oostelijke Rocky Mountains/Great Plains; en verviervoudigd in de Rocky Mountains Forest-regio.

Maar bosbranden bedreigen meer dan land en huizen. De rook die ze produceren bevat deeltjes die de lucht op honderden kilometers afstand kunnen vervuilen. Naarmate bosbranden toenemen in frequentie en intensiteit, steeds meer gemeenschappen lopen het risico langdurig te worden blootgesteld aan schadelijke hoeveelheden rook, inclusief dichtbevolkte gebieden zoals San Francisco in Californië, Alameda, en de provincies Contra Costa, en King County in Washington.

Mickley en de Atmospheric Chemistry Modeling Group ontwikkelen tools om te voorspellen hoe bosbranden de luchtkwaliteit zullen beïnvloeden. Het werk maakt deel uit van een samenwerking met Yale University.

Tussen 2004 en 2009 ongeveer 57 miljoen mensen in het westen van de VS hebben een rookgolf ervaren, een term die Mickley en haar collega's bedachten om twee of meer opeenvolgende dagen van ongezonde rookniveaus van branden te beschrijven. Tussen 2046 en 2051, het team schatte dat meer dan 82 miljoen mensen waarschijnlijk worden getroffen door rookgolven, meestal in Noord-Californië, West-Oregon en de Great Plains, waar brandstof in overvloed aanwezig is.

Overal in het westen van de V.S., klimaatverandering zal er waarschijnlijk voor zorgen dat rookgolven langer duren, intenser, en vaker. Ongeveer 13 miljoen meer kinderen en senioren - die een hoger risico lopen op aandoeningen van de luchtwegen - zullen worden getroffen door rookgolven in vergelijking met vandaag.

Mickley en haar team hebben een model ontwikkeld om te voorspellen, op provinciaal niveau, gebieden die het meeste risico lopen op rookgolven. Het model zou lokale overheden of de U.S. Forest Service in staat stellen prioriteit te geven aan deze gebieden bij brandbestrijdingsinspanningen, zoals het opruimen van droog kreupelhout of het uitvoeren van gecontroleerde brandwonden.

"Wat een bosbrand ook doet ontbranden, hetzij door bliksem of menselijke onachtzaamheid, de verspreiding van een brand wordt bepaald door de beschikbaarheid van droge, gemakkelijk brandbare brandstof, "zei Mickley. "We zien momenteel en we zullen blijven zien in de komende decennia, warmere temperaturen verhogen de toevoer van dergelijke brandstof. De enorme branden van 2016 zijn waarschijnlijk een indicatie van wat komen gaat."

Vervuiling kent geen grenzen

Het is niet alleen de continentale VS die te maken heeft met gevolgen voor de gezondheid van de wereldwijde klimaatverandering. Alaska, Hawaii en veel Amerikaanse gebieden staan ​​in de frontlinie van klimaatverandering.

in 2016, een DC-8 geladen met wetenschappelijke instrumenten vertrok van Palmdale, Californië, opstijgend door een lucht die dik is van bosbrandrook en smog uit het nabijgelegen Los Angeles.

Wofsy en Paul Newman van NASA's Goddard Space Flight Center stuurden een videokaart terug van de eerste twee poten van hun Atmospheric Tomography, of Atom-missie. Het wetenschappelijke team reisde eerst vanuit Palmdale, Californië, naar Anchorage, Alaksa, via de Noordpool, en vlogen op hun tweede been zuidwaarts naar Kona, Hawaii. Krediet:NASA's Goddard Space Flight Center/Michael Randazzo

Het was een passend begin van de eerste etappe van de Atmospheric Tomography Mission (ATom), onder leiding van Steven C. Wofsy, de Abbott Lawrence Rotch hoogleraar Atmosferische en Milieuwetenschappen aan SEAS en het Department of Earth and Planetary Sciences. Sinds 2016, de Atom-missie heeft twee reizen rond de wereld gemaakt - pool tot pool - om atmosferische metingen te doen om te begrijpen hoe vervuiling en broeikasgassen door de atmosfeer bewegen.

De Atom-missie, in samenwerking met NASA, zal in totaal vier reizen rond de wereld vliegen. De gegevens die het verzamelt, zullen de nauwkeurigheid helpen verbeteren van de milieumodellen die het klimaatbeleid informeren.

Die eerste etappe gaf het onderzoeksteam een ​​ontnuchterend beeld van de omvang van de klimaatverandering in Amerika en Amerikaanse gebieden. Enkele uren na het verlaten van de verzengende hitte en bosbranden van Californië, het team vloog over Alaska, waar grote donkere plassen water verstoorden wat een ononderbroken witte laag had moeten zijn, poolijs.

"Het contrast tussen de omgevingen had nog niet dramatischer kunnen zijn, beide plaatsen ondervonden enorme gevolgen van het opwarmende klimaat, ' zei Wofsy.

En hoewel er geen grote branden brandden in het noorden van Alaska toen het Atom-team hun eerste missie uitvoerde, de onderzoekers registreerden hoge niveaus van vervuiling door bosbranden die honderden kilometers verderop brandden, in de bossen van Siberië.

"Vervuiling kan overal worden vervoerd, " zei Roisin Commané, onderzoeksmedewerker in milieuwetenschappen en techniek bij SEAS en lid van het Atom-team. "We zagen vervuiling duizenden mijlen van de kust, in wat een van de schoonste lucht ter wereld had moeten zijn. We zagen vervuiling uit Azië die over de Stille Oceaan werd vervoerd en vervuiling uit de VS over de Atlantische Oceaan. Vervuiling kent geen grenzen."

technische hoop

Deze gevolgen van de opwarming van de aarde in de VS kennen ook geen grenzen - het treft jonge en oude Amerikanen, Steden aan de oostkust en boeren uit het Midwesten.

Naast het leiden van inspanningen om de systemen te begrijpen die bijdragen aan een opwarmende planeet, onderzoekers van SEAS ontwikkelen ook nieuwe instrumenten en technologieën om te helpen omkeren, of in ieder geval langzaam, het proces. Daaronder vallen projecten om schone stroom op te wekken en op te slaan in duurzame batterijen.

Eric Mazur, de Balkanski-hoogleraar natuurkunde en toegepaste natuurkunde, heeft onderzoek gedaan naar de eigenschappen van nanoschaalstructuren in silicium, die veelbelovende toepassingen hebben om de capaciteit van zonnecellen te verbeteren. Jennifer Lewis, de Hansjörg Wyss hoogleraar biologisch geïnspireerde techniek, heeft geholpen bij de ontwikkeling van materialen voor het afvangen en vastleggen van koolstof.

Flowbatterijen slaan energie uit hernieuwbare bronnen op in vloeistoftanks gevuld met niet-giftige organische chemicaliën. Krediet:Harvard SEAS

Professoren Michael Aziz, de Gene en Tracy Sykes hoogleraar materialen en energietechnologieën; en Roy Gordon, de Thomas Dudley Cabot hoogleraar scheikunde en hoogleraar materiaalkunde, ontwikkelen zich niet-toxisch, duurzame en kosteneffectieve stroombatterijen om stroom op te slaan van intermitterende energiebronnen, zoals wind en zon.

SEAS-studenten worden ook betrokken bij de inspanningen op de campus van Harvard.

In een ES96-klasse, SEAS-studenten werkten samen met het Office for Sustainability van de universiteit om benaderingen van veerkracht tegen klimaatverandering te evalueren en strategieën te ontwikkelen om de integriteit van het elektriciteitsnet te verbeteren, gebouwen koelen bij extreme hitte, en schade door overstromingen te minimaliseren.

"Hoewel we een disfunctie hebben in Washington, delen van de VS doen serieuze dingen aan klimaatverandering, " zei McElroy. "Californië en New England zijn lichtende voorbeelden. Burgemeesters van grote Amerikaanse steden zijn leiders geweest bij het aanpakken van deze problemen. Dus, aan de optimistische kant, er zijn tekenen dat mensen samen kunnen komen en dingen voor elkaar krijgen."

Het is belangrijk om dat optimisme niet te verliezen, zei Wofsy.

Hij en het Atom-team zagen op die eerste vlucht vanuit Californië iets anders:zonne- en windparken die koolstofvrije elektriciteit opwekken.

"Dit zicht was veel hoopvoller, " zei Wofsy. "Als we onze geest en middelen op het probleem toepassen, we kunnen aanzienlijke vooruitgang boeken bij het afremmen van de toename van CO2 in de atmosfeer. Maar het is een generatie-uitdaging."