Geoengineering er meget kontroversielt. Hvordan kan du lave eksperimenter? Harvard har nogle ideer.

Tidlig illustration af den SCoPex-drevne ballon. Gengivelse redigeret af MIT Technology Review

I årevis har flere Harvard-klimaforskere forberedt sig på at opsende en ballon, der er i stand til at sprøjte reflekterende partikler ud i atmosfæren, i håbet om at lære mere om vores evne til at modvirke global opvarmning. (Se Harvard-forskere gå videre med planer for atmosfæriske geoingeniøreksperimenter.)

Et prestigefyldt universitet, der går videre med et udendørs eksperiment, er en vigtig milepæl for feltet, kendt som geoengineering. Men det er fyldt med kontroverser. Kritikere frygter, at et sådant skridt vil give videnskabelig legitimitet til ideen om, at vi kunne dreje urskiven til Jordens klima. Og de bekymrer sig over, at selv at lave eksperimenter er at starte ned ad en glidebane mod at skabe et værktøj med utrolig kraft.

Trods kritikerne vil Harvard tage et væsentligt skridt fremad på mandag, da universitetet annoncerer dannelsen af ​​en komité, der skal sikre, at forskere tager passende skridt til at begrænse sundheds- og miljørisici, søge og inddrage input udefra og operere på en gennemsigtig måde.

Det er et træk, der kunne skabe en skabelon for, hvordan geoingeniørforskning udføres fremadrettet, og måske bane vejen for, at flere eksperimenter kan følge.

Mindst én grund til, at Harvard var nødt til at tage det usædvanlige skridt med at oprette en rådgivende komité, var, at der ikke er et amerikansk-regeringsfinansieret forskningsprogram på dette område, eller noget offentligt tilsynsorgan, der er oprettet til at afveje de særligt komplekse spørgsmål omkring en sådan forslag.

Louise Bedsworth , tidligere klimarådgiver for tidligere Californiens guvernør Jerry Brown og administrerende direktør for California Strategic Growth Council, vil fungere som formand for udvalget.

Det rådgivende udvalg vil udvikle og implementere en ramme for at sikre, at SCoPEx-projektet udføres på en gennemsigtig, troværdig og legitim måde, sagde hun i en erklæring. Dette vil omfatte etablering af forventninger og midler til at høre fra flere perspektiver, stemmer og interessenter.

Louise Bedsworth, formand for det rådgivende udvalg. Høflighed: California Strategic Growth Council

Udvalgsmedlem Katharine Mach, direktør for Stanford Environment Assessment Facility, sagde i et interview, at udvalget håber at skabe en replikerbar model, som andre institutioner eller nationer kan bruge til at gennemgå yderligere forskning i dette område. Hun understregede, at det er tidligt i processen, men de har til hensigt at gå ud over en videnskabelig gennemgang af miljø- og sikkerhedsrisici og udforske bredere spørgsmål, såsom om forfølgelse af forskning i en sådan teknologi kan lette presset for at reducere klimaemissionerne.

Mach sagde, at udvalget i sidste ende kan anbefale, at forslaget ændres, forsinkes eller annulleres, og hendes forståelse er, at forskerholdet vil behandle en sådan vejledning med den største seriøsitet og reagere på en offentlig måde.

Men nogle mener, at universitetet ved at oprette udvalget skynder sig foran den offentlige og politiske debat om dette spørgsmål.

Det er en ekstremt højprofileret institution, der har besluttet, at de ikke ønsker at vente på, at de regulatoriske regimer giver grønt lys for dette, siger Wil Burns, meddirektør for Institute for Carbon Removal Law and Policy ved American University.

Fra et ingeniørmæssigt synspunkt kunne holdet være klar til en indledende testflyvning inden for omkring seks måneder. Det nuværende plan er at starte fra et websted et sted i New Mexico. Forskerne har dog sagt, at de ikke vil fortsætte eksperimentet, før udvalget har afsluttet sin gennemgang og vil følge en beslutning om, at de skal stoppe.

Behovet for observationer fra den virkelige verden

Den grundlæggende idé bag det, der er kendt som solar geoengineering, er, at vi kunne bruge fly, balloner eller endda meget lange slanger til at sprede visse partikler ud i atmosfæren, hvor de kunne reflektere nok sollys tilbage i rummet til moderat at afkøle planeten.

Det meste af forskningen til dato er blevet udført ved hjælp af software-klimasimuleringer eller eksperimenter i laboratoriet. Mens modellerne viser, at teknikken vil sænke temperaturerne, har nogle fundet ud af, at den kan udløse utilsigtede miljøpåvirkninger, såsom at ændre monsunmønstre og fødevareproduktion, afhængigt af hvordan det gøres.

Kun to kendte eksperimenter, der kunne ses som relateret til solar geoengineering, er blevet udført i det fri til dato. Forskere ved University of California, San Diego, sprøjtede røg- og saltpartikler ud for Californiens kyst i 2011, og forskere i Rusland dispergerede aerosoler fra en helikopter og bil i 2009.

Planer for et foreslået udendørs eksperiment i Det Forenede Kongerige, kendt som SPICE projekt , blev droppet i 2012, midt i offentlig kritik og anklager om interessekonflikter.

Harvard-eksperimentet, først foreslået i en 2014 papir , vil opsende en videnskabelig ballon udstyret med propeller og sensorer omkring 20 kilometer (12 miles) over Jorden. Flyet ville frigive mellem 100 gram og 2 kilogram partikler på undermikrometerstørrelse af calciumcarbonat, et stof, der naturligt findes i skaller og kalksten, i en omtrent kilometer lang fane.

Ballonen ville derefter flyve gennem fanen, hvilket gør det muligt for sensorerne at måle ting, såsom hvor bredt partiklerne spredes, hvordan de interagerer med andre forbindelser i atmosfæren, og hvor reflekterende de er.

Forskerne håber, at disse observationer kan hjælpe med at vurdere og forfine klimasimuleringer og på anden måde informere den igangværende debat om gennemførligheden og risiciene ved forskellige tilgange til geoengineering.

Hvis noget er jeg bekymret over, at de nuværende klimamodeller får solenergi-geoteknik til at se for godt ud, sagde Frank Keutsch, professor i kemi og projektets hovedefterforsker, i en erklæring. Hvis vi vil være i stand til at forudsige, hvordan geoengineering i stor skala ville forstyrre ozonlaget eller udvekslingen af ​​luft mellem troposfæren og stratosfæren, har vi brug for flere observationer fra den virkelige verden.

Projektet finansieres gennem Harvard-stipendier til de involverede professorer og universitetets Solar Geoengineering Research Program, en tværfaglig indsats for at studere gennemførlighed, risici, etik og forvaltningsspørgsmål. Organisationen har rejst mere end 16 millioner dollars fra Microsofts medstifter Bill Gates, Hewlett Foundation, Alfred P. Sloan Foundation og andre filantropiske grupper og enkeltpersoner.

Forskerne understreger, at eksperimentet ikke udgør nogen væsentlig sundheds- eller miljøfare og ikke i sig selv udgør geoengineering, da mængden af ​​involveret materiale ikke vil være tæt på det niveau, der er nødvendigt for at måle temperaturer. Faktisk ville det repræsentere en brøkdel af de partikler, der frigives i en standard kommerciel flyvning, og materialerne ville være så fortyndede, når de nåede overfladen, at de ikke ville kunne spores, siger forskerne.

Glidebane

Men der er bekymringer med den måde, hvorpå Harvard-holdet bevæger sig fremad.

Det udgør ikke en fysisk risiko, men det udgør en betydelig social og politisk risiko ved at være det første skridt mod udvikling af faktisk teknologi til implementering, har Raymond Pierrehumbert, fysikprofessor ved University of Oxford, sagt om eksperimentet . Der ville være en vis begrænset videnskabelig tilbagebetaling fra et sådant lille eksperiment, men det er mest et stunt for at bryde isen og vænne folk til tanken om feltforsøg.

Et andet spørgsmål er, om den nye komité er tilstrækkelig uafhængig i betragtning af Harvards involvering i det første trin af udvælgelsesprocessen. Universitetets ingeniørdekan og prorektor for forskning oprettede en eksternt søgeudvalg , bestående af tre personer uden for universitetet, til at vælge formanden for det rådgivende panel. Bedsworth valgte til gengæld resten af ​​medlemmerne.

Et nummer af tidligere forskning papirer har argumenteret for oprettelsen af ​​regeringsbaserede rådgivende udvalg til at føre tilsyn med forskning inden for geoengineering, svarende til bestyrelser, som nationale videnskabelige organer har oprettet for at afveje etiske og sikkerhedsmæssige bekymringer omkring redigering af menneskets genom eller rekombinante DNA-teknologier. Regeringsoprettede udvalg hjælper med at imødegå selvvalgsspørgsmålet og sikre, at organet i det mindste indirekte er ansvarlig over for offentligheden.

For nogle kan det faktum, at statslige organer endnu ikke har oprettet en sådan gruppe, eller har givet forskningsmidler til geoengineering, betyde, at der ikke er tilstrækkelig offentlig eller politisk konsensus om at gå videre med eksperimenter. Privat finansiering undergraver alt det, og spørgsmålet er: Er det en god eller dårlig ting? siger Jane Flegal, et adjungeret fakultetsmedlem ved Arizona State University's School for the Future of Innovation in Society.

Modargumentet er, at det amerikanske politiske system reelt er brudt om emnet global opvarmning. Manglende evne til at rejse offentlige midler til forskning - eller vedtage streng lovgivning, for den sags skyld - har lidt at gøre med videnskabens fordele, eller vigtigheden af ​​spørgsmålet, og alt at gøre med klimaforandringernes forgiftede politik, siger Jane Long, en tidligere associeret direktør ved Lawrence Livermore National Laboratory, som tjente i søgeudvalget.

Vi er så dysfunktionelle fra et politisk perspektiv, siger Long, der tidligt pressede på for, at forskerne skulle lave en governance board. Jeg ved ikke, hvordan du kan drage den konklusion, at vi har fået et demokratisk signal om, at vi ikke skal lave denne forskning.

Udvalget består af en blanding af samfundsforskere og juridiske og tekniske eksperter, herunder Michael Gerrard, juraprofessor ved Columbia; Shuchi Talati, en stipendiat ved Union of Concerned Scientists; Robert Lempert, hovedforsker ved RAND; og Raj Pandya, direktør for Thriving Earth Exchange.

Harvard-professor David Keith ved EmTech-konferencen. Justin Saglio

Men det inkluderer ikke nogen repræsentanter for offentligheden - for eksempel fra New Mexico, hvor eksperimentet sandsynligvis vil finde sted - eller, bemærker Burns, nogen åbenhjertige geoingeniørkritikere.

Det er også bemærkelsesværdigt, at alle er baseret i USA. Flegal har tidligere kritiseret tilhængere af geoengineering-forskning for ikke at have nok stemmer fra udviklingslandene, selvom de hævder, at værktøjerne kunne være særligt vigtige for at hjælpe med at imødegå den uforholdsmæssige indvirkning af klimaændringer på de globale fattige.

Harvard-professor David Keith, en af ​​hovedpersonerne bag eksperimentet, anerkendte, at der er rimelige bekymringer om uafhængighed. Men han sagde, at Harvard i god tro gjorde en indsats for at oprette en komité, der adskillige lag blev fjernet fra forskerne. Han tilføjer, at det ikke er den eneste form for tilsyn, og bemærker, at projektet også skal bestå med Harvards sikkerhedskomité, Federal Aviation Administration-bestemmelser og bestemmelser i National Environmental Policy Act.

Keith stillede også spørgsmålstegn ved antagelsen om, at offentlig finansiering fra et føderalt videnskabeligt organ ville udløse strengere tilsyn, idet han bemærkede, at sådanne forslag generelt vurderes for sikkerhed og miljøpåvirkning, ikke hensigten med forskningen, som er det virkelige problem, der komplicerer dette eksperiment.

Risiko for modreaktion?

Douglas MacMartin, en senior forskningsmedarbejder i mekanisk og rumfartsteknik hos Cornell, som fokuserer på geoteknik, mener, at eksperimentet kunne give nogle vigtige videnskabelige oplysninger om opførsel og kemi af calciumcarbonat i stratosfæren. Det kan også hjælpe med at besvare nogle grundlæggende spørgsmål om, hvor svært eller nemt det vil være at sprede en partikelfane og overvåge deres adfærd.

Men han siger, at det ikke er indlysende, om et projekt som dette er den højeste prioritet for et felt med stramt begrænset finansiering.

I et blad udgivet i Proceedings of the National Academy of Sciences tidligere i år bemærkede han og en kollega, at forskere stadig knap har ridset overfladen af, hvad vi kan lære af computersimuleringer. MacMartin siger, at det ville give mening først at fokusere på at finde ud af, hvilke af usikkerheden i eksisterende modeller, vi har mest brug for at adressere for bedre at forstå geoengineering, og bruge disse spørgsmål til at bestemme de vigtigste og mest opnåelige udendørseksperimenter i lille skala.

Han tilføjer, at at bevæge sig for hurtigt ind i den virkelige verden kan skabe risiko for et offentligt modreaktion (se Hvordan en klimaforsker bekæmper trusler og misinformation fra chemtrail-konspiratister). MacMartin siger, at det er vigtigt, at Harvard tager styringsspørgsmålene alvorligt, men at vente på et bredere føderalt forskningsprogram også kan afhjælpe nogle af bekymringerne.

Keith er enig i, at feltet skal lave meget mere modelleringsarbejde, men han hævder, at det er afgørende at teste simuleringer med direkte observationer. Ellers kan du begå fejl, bygge videre på dem og blive vidt adskilt fra virkeligheden.

Han tilføjer, at det er muligt, at et eksperiment kan skabe en modreaktion, men det er også tænkeligt, at det kan tilskynde folk til at tage den globale opvarmning mere alvorligt, og at det er umuligt at vide på nuværende tidspunkt. En tidligere Yale undersøgelse fundet at folk udsat for information om geoengineering blev mere bekymret over farerne ved klimaændringer.

I sidste ende, siger Keith, er det vigtigt at flytte videnskaben fremad, fordi der er en reel chance for, at geoengineering kan reducere klimarisici væsentligt i de kommende årtier. Så vi vil gerne forstå så klart som muligt, hvad de kan gøre, hvad deres grænser er, og hvilke slags risici de kan udgøre.

skjule