Znanstveniki krpajo oblake, da bi rešili Veliki koralni greben

V Avstraliji je vroče poletje in korale na Velikem koralnem grebenu kažejo zgodnje znake stresa. Oblasti, ki upravljajo največji sistem koralnega grebena na svetu, pričakujejo v prihodnjih tednih še eno beljenje – če se to zgodi, bo to že šestič od 1998, da je skok temperature vode izbrisal velike dele koral, ki naseljujejo nešteta morska bitja.žival. Trije od teh dogodkov beljenja, zaradi katerih so korale bolj dovzetne za bolezni in smrt, so se zgodili samo v zadnjih šestih letih. Ko korale doživijo ekstremne in zaradi dolgotrajnega toplotnega stresa izločijo alge, ki živijo v njihovih tkivih, in postanejo popolnoma bele. To bi lahko imelo uničujoče učinke na tisoče vrst rib, rakov in drugih morskih vrst, ki se za zavetje in hrano zanašajo na koralne grebene. Za upočasnitev rasti koral beljenje, ki ga povzroča segrevanje oceanov, nekateri znanstveniki iščejo rešitev v nebu. Natančneje, gledajo v oblak.
Oblaki prinašajo več kot le dež ali sneg. Čez dan se oblaki obnašajo kot velikanski senčniki, ki odbijajo del sončne svetlobe z Zemlje nazaj v vesolje. Morski stratokumulusni oblaki so še posebej pomembni: nahajajo se na nizki nadmorski višini, debeli in pokrivajo približno 20 % tropskega oceana, ki hladi vodo pod njim. Zato znanstveniki raziskujejo, ali je mogoče njihove fizikalne lastnosti spremeniti, da bi preprečili več sončne svetlobe. Na Velikem koralnem grebenu upamo, da bo koralnim kolonijam sredi vse pogostejši vročinski valovi. Obstajajo pa tudi bolj kontroverzni projekti, namenjeni globalnemu ohlajanju.
Ideja za konceptom je preprosta: izstrelite velike količine aerosolov v oblake nad oceanom, da povečate njihovo odbojnost. Znanstveniki že desetletja vedo, da lahko delci v sledovih onesnaževanja, ki jih puščajo ladje in ki so zelo podobni sledom za letali, osvetlijo obstoječe oblaki. To je zato, ker ti delci ustvarjajo semena za kapljice oblakov;več in manjše kot je kapljic oblaka, bolj bel in boljši je oblak, da odbija sončno svetlobo, preden zadene in segreje Zemljo.
Seveda izstreljevanje aerosolov onesnaževal v oblake ni prava tehnologija za rešitev problema globalnega segrevanja. Pokojni britanski fizik John Latham je leta 1990 predlagal, da bi namesto tega uporabili kristale soli iz izhlapevajoče morske vode. Morje je obilno, blago in še posebej Njegov kolega Stephen Salter, zaslužni profesor inženiringa in oblikovanja na Univerzi v Edinburghu, je nato predlagal napotitev flote približno 1500 daljinsko vodenih čolnov, ki bi pluli po oceanih, sesali vodo in pršili fino meglico v oblake, da bi oblaki Ker emisije toplogrednih plinov še naprej naraščajo, se povečuje tudi zanimanje za nenavaden predlog Lathama in Salterja. Od leta 2006 par sodeluje s približno 20 strokovnjaki z Univerze v Washingtonu, PARC in drugih institucij v okviru projekta Oceanic Cloud Brightening Project. (MCBP). Projektna skupina zdaj preiskuje, ali bi imelo namerno dodajanje morske soli nizkim, puhastim stratokumulusom nad oceanom hladilni učinek na planet.
Zdi se, da so oblaki še posebej nagnjeni k svetlenju vzdolž zahodne obale Severne in Južne Amerike ter srednje in južne Afrike, je povedala Sarah Doherty, atmosferska znanstvenica na Univerzi Washington v Seattlu, ki od leta 2018 upravlja MCBP. Oblaki Kapljice vode nastajajo naravno na oceanih, ko se vlaga nabere okoli zrn soli, vendar lahko dodajanje malo soli poveča odsevno moč oblakov. Posvetlitev velike oblačnosti nad temi primernimi območji za 5 % bi lahko ohladila večji del sveta, je dejal Doherty. Vsaj tako računalniške simulacije kažejo. »Naše terenske študije curka delcev morske soli v oblake v zelo majhnem obsegu bodo pomagale pridobiti globlje razumevanje ključnih fizikalnih procesov, ki lahko vodijo do izboljšanih modelov,« je dejala. Poskusi prototipa naprave v majhnem obsegu naj bi se začeli leta 2016 na lokaciji v bližini zaliva Monterey Bay v Kaliforniji, vendar so bili odloženi zaradi pomanjkanja sredstev in nasprotovanja javnosti možnemu vplivu poskusa na okolje.
"Ne preizkušamo neposredno osvetljevanja oceanskih oblakov v kakršnem koli obsegu, ki bi vplivalo na podnebje," je dejal Doherty. Vendar pa kritike, vključno z okoljevarstvenimi skupinami in zagovorniškimi skupinami, kot je Carnegie Climate Governance Initiative, skrbi, da bi lahko celo majhen poskus nehote vplival na globalno podnebja zaradi svoje kompleksne narave. »Zamisel, da lahko to storite na regionalni ravni in v zelo omejenem obsegu, je skoraj zmotna, saj ozračje in ocean uvažata toploto od drugod,« je dejal Ray Pierre Humbert, profesor fizike na Univerzi v Oxfordu. Obstajajo tudi tehnični izzivi. Razvijanje razpršilnika, ki lahko zanesljivo osvetli oblake, ni lahka naloga, saj se morska voda nagiba k zamašitvi, ko se sol kopiči. Za reševanje tega izziva je MCBP pridobil pomoč Armanda Neukermansa, izumitelj izvirnega brizgalnega tiskalnika, ki je do svoje upokojitve delal pri Hewlett-Packardu in Xeroxu. S finančno podporo Billa Gatesa in drugih veteranov tehnološke industrije Neukmans zdaj oblikuje šobe, ki lahko razstrelijo kapljice slane vode prave velikosti (120 do 400 nanometrov v premeru) v ozračje.
Medtem ko se ekipa MCBP pripravlja na testiranje na prostem, je ekipa avstralskih znanstvenikov spremenila zgodnji prototip šobe MCBP in ga preizkusila nad Velikim koralnim grebenom. Avstralija se je od leta 1910 segrela za 1,4 °C, kar je preseglo svetovno povprečje 1,1 °. C, Veliki koralni greben pa je zaradi segrevanja oceana izgubil več kot polovico svojih koral.
Razsvetlitev oblakov lahko zagotovi nekaj podpore za grebene in njihove prebivalce. Da bi to dosegli, je inženirski oceanograf z Univerze Southern Cross Daniel Harrison in njegova ekipa opremila raziskovalno plovilo s turbinami za črpanje vode iz oceana. Podobno kot snežni top tudi turbina črpa vodo in izstreli trilijone drobnih kapljic v zrak skozi svojih 320 šob. Kapljice se posušijo v zraku in za seboj pustijo slano slanico, ki se teoretično meša z nizkimi stratokumulusnimi oblaki.
Eksperimenti ekipe za dokazovanje koncepta marca 2020 in 2021 – ko so korale najbolj izpostavljene beljenju ob koncu avstralskega poletja – so bili premajhni, da bi bistveno spremenili oblačnost. Kljub temu je bil Harrison presenečen nad hitrostjo, s katero so slan dim se je vlekel v nebo. Njegova ekipa je z droni, opremljenimi z lidarskimi instrumenti, letela do 500 metrov visoko, da bi preslikala gibanje oblaka. Letos bo letalo preletelo preostalih nekaj metrov, da bi ocenilo kakršno koli reakcijo v oblakih nad 500 metrov.
Ekipa bo uporabila tudi vzorčevalce zraka na drugem raziskovalnem plovilu in vremenske postaje na koralnih grebenih in na kopnem, da bi preučila, kako se delci in oblaki naravno mešajo, da bi izboljšala svoje modele. , lahko vpliva na ocean na zaželen in nepričakovan način,« je dejal Harrison.
Glede na modeliranje, ki ga je izvedla Harrisonova ekipa, bi zmanjšanje svetlobe nad grebenom za približno 6 % znižalo temperaturo grebenov na srednji polici Velikega koralnega grebena za 0,6 °C. Povečanje tehnologije za pokrivanje vseh grebenov – Veliki koralni greben je sestavljen iz več kot 2900 posameznih grebenov, ki obsegajo 2300 kilometrov čez – bo logistični izziv, je dejal Harrison, saj bi zahtevalo približno 800 razpršilnih postaj, da delujejo več mesecev pred pričakovanimi visokimi valovi. Veliki koralni greben je tako velik, da ga je mogoče videti iz vesolja, vendar pokriva le 0,07 % Zemljinega površja. Harrison je priznal, da obstajajo možna tveganja za ta novi pristop, ki jih je treba bolje razumeti. Svetlenje oblakov, ki lahko zmoti oblake ali spremeni lokalno vremenske razmere in vzorci padavin, je prav tako velika skrb pri sejanju oblakov. To je tehnika, ki vključuje letala ali brezpilotna letala, ki oblakom dodajajo električne naboje ali kemikalije, kot je srebrov jodid, da povzročijo dež. Združeni arabski emirati in Kitajska so eksperimentirali s tehnologijo za boj proti vročini ali onesnaženost zraka. Toda takšni ukrepi so zelo sporni – mnogi jih imajo za zelo nevarne. Sejanje in posvetlitev oblakov spada med tako imenovane posege »geoinženiringa«. Kritiki pravijo, da je preveč tvegano ali odvrača pozornost od zmanjševanja emisij.
Leta 2015 je fizik Pierrehumbert soavtor poročila Nacionalnega raziskovalnega sveta o podnebnih posegih, ki je opozoril na politična vprašanja in vprašanja upravljanja. Toda novo poročilo akademije, objavljeno marca 2021, je zavzelo bolj podporno stališče do geoinženiringa in priporočilo, naj vlada ZDA vložiti 200 milijonov dolarjev v raziskave. Pierrehumbert je pozdravil raziskavo posvetlitve oceanskih oblakov, vendar je odkril težave z opremo za pršenje, ki je bila razvita kot del tekočega raziskovalnega projekta. Tehnologija bi lahko ušla izpod nadzora, je dejal. nadzora, ne bodo oni tisti, ki bodo sprejemali odločitve.”Avstralska vlada, ki je močno kritizirana zaradi neukrepanja pri reševanju podnebne krize in odvisnosti od proizvodnje električne energije iz premoga, vidi potencial za posvetlitev oceanskih oblakov. Aprila 2020 je začela 300 milijonov dolarjev vreden program za obnovo Velikega koralnega grebena aprila 2020 – to financiranje je financiralo raziskave, tehnološki razvoj in preizkušanje več kot 30 posegov, vključno s posvetlitvijo oceanskih oblakov. Čeprav so obsežni naložbeni ukrepi, kot je Yun Zengliang, še vedno sporni. Okoljevarstvene skupine trdijo, da bi to lahko predstavljalo ekološko tveganje in odvrnilo od prizadevanj za omejitev emisij toplogrednih plinov.
A tudi če se posvetlitev oblakov izkaže za učinkovito, Harrison meni, da to ne bo dolgoročna rešitev za rešitev Velikega koralnega grebena. učinki kakršnega koli posvetlitve bodo kmalu premagani. Namesto tega Harrison trdi, da je cilj pridobiti čas, medtem ko države zmanjšajo svoje emisije. "Prepozno je upati, da lahko hitro zmanjšamo emisije in rešimo koralne grebene brez kakršnega koli posredovanja."
Doseganje neto ničelnih emisij do leta 2050 bo zahtevalo inovativne rešitve v svetovnem merilu. V tej seriji Wired v sodelovanju s pobudo Rolex Forever Planet izpostavlja posameznike in skupnosti, ki si prizadevajo rešiti nekatere naše najbolj pereče okoljske izzive. Izdelana je bila leta partnerstvo z Rolexom, vendar je vsa vsebina uredniško neodvisna. izvedite več.