Klimaatverandering verwarmt de oceanen en verandert stromingen en circulatiepatronen die verantwoordelijk zijn voor het reguleren van het klimaat op wereldschaal. Als de temperatuur zou dalen, zou een deel van die schade theoretisch ongedaan kunnen worden gemaakt.

Maar het gebruik van ‘nood’ atmosferische geo-engineering later deze eeuw, in het licht van de aanhoudend hoge koolstofemissies, zou de veranderingen in de oceaanstromingen niet ongedaan kunnen maken, zo blijkt uit een nieuwe studie. Dit zou de potentiële effectiviteit van de interventie op voor de mens relevante tijdschalen ernstig beperken.

Oceanen, vooral de diepe oceanen, absorberen en verliezen warmte langzamer dan de atmosfeer, dus een interventie die de lucht afkoelt zou de diepe oceaan niet op dezelfde tijdschaal kunnen afkoelen, ontdekten de auteurs.

Stratosferische aerosolinjectie is een veelbesproken geo-engineeringconcept, gebaseerd op het idee dat het toevoegen van deeltjes aan de stratosfeer het oppervlak van de planeet zou kunnen helpen afkoelen door zonlicht terug de ruimte in te reflecteren.

Dit zou kunnen helpen de planeet te stabiliseren als de opwarming de limiet van 1,5 graden Celsius (2,7 graden Fahrenheit) overschrijdt die is vastgelegd in het Klimaatakkoord van Parijs, en de planeet ligt op koers om deze te overschrijden onder de huidige emissieniveaus. (De mondiale temperaturen overschreden die drempel in 2023 enkele maanden als gevolg van een combinatie van factoren naast de klimaatverandering, zoals El Niño.)

Maar of de injecties zouden werken, wordt nog steeds hevig besproken.

Uit eerder onderzoek blijkt dat een gestage stroom aërosolinjecties het oppervlak van de planeet zou helpen afkoelen. Maar de nieuwe studie suggereert dat, hoewel een abrupte aerosolinjectie later deze eeuw voor enige afkoeling van de oceaan zou kunnen zorgen, dit niet voldoende zou zijn om ‘hardnekkige’ oceaanpatronen zoals de Atlantische meridionale omvallende circulatie, die volgens sommige onderzoeken al verzwakt, een duwtje in de rug te geven. P>

In dat geval zouden reeds bestaande problemen als gevolg van een opgewarmde diepe oceaan, zoals gewijzigde weerpatronen, regionale zeespiegelstijging en verzwakte stromingen, blijven bestaan, zelfs als de atmosfeer en de oppervlakte-oceaan afkoelen.

"Het grote resultaat is dat we denken dat we de oppervlaktetemperatuur van de aarde kunnen beheersen, maar dat andere componenten van het klimaatsysteem niet zo snel zullen reageren", zegt Daniel Pflüger, een fysisch oceanograaf aan de Universiteit Utrecht die het onderzoek leidde. "We moeten de uitstoot zo snel mogelijk terugdringen. We hebben het alleen over geo-engineering omdat de politieke wil voor emissiebeperking ontbreekt."

Het onderzoek werd gepubliceerd in Geophysical Research Letters , AGU's tijdschrift voor impactvolle, korte rapporten met onmiddellijke implicaties voor alle aard- en ruimtewetenschappen.

Warme planeet, wilde schommelingen

Wetenschappers weten dat het oppervlak van de planeet kan afkoelen als er grote hoeveelheden deeltjes aan de atmosfeer worden toegevoegd als gevolg van gebeurtenissen zoals vulkaanuitbarstingen, waarbij op natuurlijke wijze gassen en fijne deeltjes vrijkomen. In 1815 bracht een uitbarsting van de berg Tambora in Indonesië bijvoorbeeld zoveel materiaal de lucht in dat de planeet het jaar daarop afkoelde.

Aërosolinjectie is gebaseerd op een soortgelijk principe waarbij de atmosfeer reflecterender wordt gemaakt om binnenkomende zonnestraling terug de ruimte in te sturen, waardoor de planeet afkoelt.

Daarom wilde Pflüger testen hoe de atmosfeer, de ondiepe oceaan en de diepe oceaan zouden reageren op een gestaag stroompje aerosolinjecties gedurende tientallen jaren, in tegenstelling tot een grote, abrupte injectie die later in de eeuw begon. Zou een dergelijke noodmaatregel de veranderingen in de oceaan ongedaan kunnen maken?

Pflüger en zijn collega's simuleerden twee aërosolinjectiescenario's, beide met hoge koolstofemissies. In het ene scenario begonnen mensen in 2020 langzaam deeltjes in de atmosfeer toe te voegen. In het andere scenario injecteerden mensen, beginnend in 2080, een grote initiële hoeveelheid aerosolen om de opwarming terug te brengen naar 1,5 graden Celsius en bleven vervolgens voldoende aerosolen toevoegen om behoud dat niveau van koeling.

Het team ontdekte dat in het 2020-scenario geleidelijke aerosolinjecties in de stratosfeer de temperatuur, structuur en circulatiepatronen van de oceanen ongeveer gelijk houden aan die van vandaag.

In het 2080-scenario koelde de abrupte aërosolinjectie het aardoppervlak, inclusief de bovenste 100 meter (330 voet) van de oceaan, af tot 1,5 graden Celsius boven het pre-industriële gemiddelde in ongeveer 10 jaar. De diepe oceanen bleven echter warmer dan gemiddeld, en de kritische oceaancirculatiepatronen bleven veranderd. De interventie was niet geheel succesvol.

De studie toont aan dat aërosolinjectie "de omslagpunten in het klimaat überhaupt zou kunnen vertragen of voorkomen", zegt Daniele Visioni, een klimaatwetenschapper aan de Cornell University die niet bij het onderzoek betrokken was. Maar spuitbussen kunnen dingen niet op magische wijze herstellen.

"We kunnen het blikje niet voor altijd op de weg schoppen", zei hij.

De extreme klimaatsituaties die hier worden gemodelleerd zijn noch wenselijk noch waarschijnlijk, zei Pflüger. Ze bieden echter een goede basis om te begrijpen hoe aardse systemen reageren op aërosolinjecties. Uiteindelijk kan geo-engineering nuttig zijn, maar het kan niet de hele oplossing zijn, zei hij.

Vertrouwen op geo-engineering is "in zekere zin waanzin", zei Pflüger. "Maar de situatie is al behoorlijk gek."

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschrift Geophysical Research Letters .

Meer informatie: Daniel Pflüger et al, Flawed Emergency Intervention:Slow Ocean Response to Abrupt Stratospheric Aerosol Injection, Geophysical Research Letters (2024). DOI:10.1029/2023GL106132

Journaalinformatie: Geofysische onderzoeksbrieven

Geleverd door American Geophysical Union