Hvad er geoengineering - og hvorfor skulle du bekymre dig?

Kæmpe askesky fra udbruddet af Mount Pinatubo, 1991, tårner sig op over gårde og landbrugsarealer i Filippinerne. USGS arkiver

Det er ved at blive klart, at vi ikke vil reducere CO2-emissionerne hurtigt nok til at forhindre katastrofale klimaændringer. Men der kan være måder at afkøle planeten hurtigere og købe os lidt mere tid til at skifte væk fra fossile brændstoffer.

De er kollektivt kendt som geoengineering, og selvom det engang var et videnskabeligt tabu, er et stigende antal forskere kører computersimuleringer og foreslår udendørs eksperimenter i mindre skala. Selv nogle lovgivere er begyndt at diskutere, hvilken rolle disse teknologier kunne spille (se The growing case for geoengineering).

Men hvad er geoengineering egentlig?

Traditionelt har geoengineering omfattet to meget forskellige ting: at suge kuldioxid ud af himlen, så atmosfæren vil fange mindre varme, og reflektere mere sollys væk fra planeten, så mindre varme absorberes i første omgang.

Læs tidligere historier i denne serie

• Harvard-forskere går videre med planer for atmosfæriske geoingeniøreksperimenter

  Klimaforskerne har til hensigt at opsende en højhøjdeballon, der vil sprøjte en lille mængde reflekterende partikler ind i stratosfæren.

• Hvordan en klimaforsker bekæmper trusler og misinformation fra chemtrail-konspiratører

  Harvard geoingeniørforsker David Keith forklarer, hvornår man skal fodre troldene, og hvornår man ikke skal.

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

  Et nyt udvalg vil overveje visdommen i udendørs eksperimenter og kan sætte scenen for flere.

  
  
  

Den første af disse, kendt som teknologier til fjernelse af kulstof eller negative emissioner, er noget, som forskere nu stort set er enige om, at vi bliver nødt til at gøre for at undgå farlige niveauer af opvarmning (se En mands to-årtiers søgen efter at suge drivhusgas ud af himmel ). De fleste kalder det ikke længere geoengineering - for at undgå at forbinde det med den anden, mere omstridte gren, kendt som solar geoengineering.

Dette er et overordnet udtryk, der inkluderer ideer som at opsætte solskærme i rummet eller sprede mikroskopiske partikler i luften på forskellige måder for at gøre kystskyer mere reflekterende , sprede varmefangende cirrusskyer eller sprede sollys i stratosfæren.

Ordet geoengineering antyder en teknologi i planetarisk skala. Men nogle forskere har set på muligheden for også at udføre det på lokaliserede måder og udforske forskellige metoder, der kan beskytte koralrev, redwoods ved kysten og iskapper .

Hvor kom ideen fra?

Det er ikke en særlig ny idé. I 1965 advarede præsident Lyndon Johnsons videnskabsrådgivende udvalg om, at det kunne være nødvendigt at øge jordens reflektivitet for at opveje stigende drivhusgasemissioner. Udvalget gik så langt som at foreslå at drysse reflekterende partikler ud over havene. (Det er afslørende, at i denne, den første præsidentielle rapport nogensinde om truslen om klimaændringer, syntes ideen om at reducere emissionerne ikke værd at nævne, som forfatter Jeff Goodell bemærker i Sådan afkøles planeten .)

Men den bedst kendte form for solar geoengineering involverer sprøjtning af partikler ind i stratosfæren, nogle gange kendt som stratosfærisk injektion eller stratosfærisk aerosolspredning. (Beklager, vi kommer ikke på navnene.) Det er til dels, fordi naturen allerede har vist, at det er muligt.

Evan Cohen

Mest berømt var det massive udbrud af bjerget Pinatubo i sommeren 1991, der spyede omkring 20 millioner tons svovldioxid op i himlen. Ved at reflektere sollys tilbage i rummet hjalp partiklerne i stratosfæren med at skubbe de globale temperaturer ned omkring 0,5 °C i løbet af de næste to år.

Og selvom vi ikke har præcise data, havde enorme vulkanudbrud i en fjern fortid lignende virkninger. Eksplosionen af ​​Mount Tambora i Indonesien i 1815 blev berømt efterfulgt af året uden sommer i 1816, en dyster periode som måske har været med til at inspirere skabelsen af ​​to af litteraturens mest varige gyservæsner, vampyrer og Frankensteins monster.

Den sovjetiske klimatolog Mikhail Budyko er generelt krediteret som den første til at foreslå, at vi kunne modvirke klimaændringer ved at efterligne dette vulkanske fænomen. Han rejste muligheden for at brænde svovl i stratosfæren i en bog fra 1974.

I de følgende årtier dukkede begrebet lejlighedsvis op i forskningsartikler og på videnskabelige konferencer, men det fik ikke megen opmærksomhed før sensommeren 2006, hvor Paul Crutzen, en nobelprisvindende atmosfærisk kemiker, opfordrede til geoingeniørforskning i en artikel i Klimaændringer . Det var særligt vigtigt, fordi Crutzen havde vundet sin Nobel for forskning i farerne ved det voksende ozonhul, og en af ​​de kendte virkninger af svovldioxid er ozonnedbrydning.

Med andre ord troede han, at klimaforandringerne var så stor en trussel, at det var værd at undersøge et middel, han vidste kunne udgøre andre alvorlige farer.

Så kunne geoengineering være løsningen på klimaforandringerne, der fritager os for besværet med at skære ned på fossile brændstoffer?

Nej – selvom ideen om, at det gør, helt sikkert er grunden til, at nogle energiledere og republikanske lovgivere har interesseret sig. Men selvom det virker (hvorom mere nedenfor), er det i bedste fald et midlertidigt henrettelsesophold.

Det gør ikke meget for at adressere andre klimafarer, især inklusive havforsuring, eller den betydelige miljøskade fra udvinding og afbrænding af begrænsede fossile brændstoffer. Og større niveauer af geoengineering kan øge andre forstyrrelser i klimasystemet, så vi kan ikke bare blive ved med at gøre mere og mere af det for at opveje stadigt stigende emissioner.

Hvordan forskes der i geoengineering?

I årene siden Crutzens papir har flere forskere studeret geoengineering, hovedsageligt ved hjælp af computersimuleringer eller små laboratorieeksperimenter for at undersøge, om det virkelig ville fungere, hvordan det kunne gøres, hvilke slags partikler der kunne bruges, og hvilke miljømæssige bivirkninger det kunne fremstille.

Computermodelleringen viser konsekvent, at den ville reducere globale temperaturer, havniveaustigning og visse andre klimapåvirkninger. Men nogle undersøgelser har fundet ud af, at høje doser af visse partikler også kan skade det beskyttende ozonlag, ændre globale nedbørsmønstre og reducere afgrødevækst i visse områder.

Andre forskere har fundet ud af, at disse risici kan reduceres, hvis ikke elimineres, ved at bruge andre partikler end svovldioxid og af begrænse omfanget af geoengineering.

Men ingen ville foreslå, at vi er nået frem til det endelige svar på de fleste af disse spørgsmål. Forskere på området mener, at vi skal lave meget mere modelleringsarbejde for at udforske disse spørgsmål mere detaljeret. Og det er også klart, at simuleringer kun kan fortælle os så meget, hvorfor nogle foreslår små udendørs eksperimenter.

Har nogen udført geoingeniøreksperimenter i den virkelige verden?

I 2009 udførte russiske videnskabsmænd, hvad der menes at væredet første udendørs geoingeniøreksperiment. De monterede aerosolgeneratorer på en helikopter og en bil og sprøjtede partikler så højt som 200 meter (660 fod). Forskerne hævdede, i et papir udgivet i Russisk meteorologi og hydrologi, det eksperimentet havde reduceret mængden af ​​sollys, der nåede overfladen . (Det er værd at bemærke det Yuri Israel , en klimaskeptiker og videnskabelig rådgiver for Vladimir Putin, var hovedforfatter af undersøgelsen såvel som redaktør af tidsskriftet.)

Et af de første forsøg på at udføre et eksperiment, der på forhånd var åbenlyst annonceret som geoengineering-relateret, kendt som SPICE projekt , blev i sidste ende skrottet. Ideen var at pumpe partikler op i et rør til en højtliggende ballon, der ville sprede dem i stratosfæren. Men forslaget udløste et offentligt tilbageslag, især efter at det kom frem, at nogle af forskerne allerede havde ansøgt om patenter på teknologien.

Relateret historie

Læs den seneste historie i serien Et nyt udvalg vil overveje visdommen i udendørs eksperimenter og kan sætte scenen for flere.

Forskere ved Harvard har foreslået, hvad der kunne blive det næste og mest formelle geoingeniøreksperiment til dato. De håber at kunne affyre en ballon udstyret med propeller og sensorer, der ville sprøjte en lille mængde calciumcarbonat i stratosfæren. Flyet ville derefter flyve gennem fanen og forsøge at måle ting som, hvor bredt partiklerne spredes, hvordan de interagerer med andre gasser, og hvor reflekterende de er. Holdet har allerede rejst midlerne, sat et rådgivende udvalg på plads, indgået kontrakt med et ballonfirma og påbegyndt udviklingsarbejdet på det nødvendige hardware. (Se Geoengineering er meget kontroversielt. Hvordan kan du lave eksperimenter? Harvard har nogle ideer.)

I mellemtiden har forskere ved University of Washington - i samarbejde med Xerox' Palo Alto Research Center og andre grupper - foreslåede småskalaforsøg som en del af en større forskningsprogram for at lære mere om potentialet ved lysere havskyer. Ideen, som første gang svævede af den britiske fysiker John Latham i 1990, er, at sprøjtning af bittesmå saltpartikler fra havvand mod lavtliggende skyer over havet kan danne yderligere dråber, hvilket øger skyernes overfladeareal - og dermed reflektionsevnen. Holdet samler i øjeblikket midler til at udvikle et skyfysisk forskningsinstrument og teste det ved at sprøjte en lille mængde havsalttåge et sted ud for den amerikanske stillehavskyst.

Der har også været nogle tidlige indsatser inden for andre områder af geoengineering, herunder mere end et dusin såkaldte jernbefrugtningseksperimenter i det åbne hav, ifølge Naturen . Konceptet der er, at dumpning af jern i vandet ville stimulere væksten af ​​fytoplankton, som ville trække kuldioxid ud af luften. Men forskere har stillet spørgsmålstegn ved, hvor godt det virkelig virker, og hvilke slags bivirkninger det kan have på havets økosystemer. Miljøgrupper og andre kritiserede også tidlige indsatser på dette område og argumenterede for, at de gik videre uden behørig tilladelse eller videnskabeligt tilsyn.

Er der virkelig nogen, der laver geoengineering?

Forskere understreger, at disse eksperimenter ikke er egentlig geoengineering: mængderne af involveret materiale er alt for små til at ændre globale temperaturer. Faktisk, på trods af et stort og varieret udvalg af online konspirationsteorier om det modsatte, febrilsk spredt af chemtrails truthers, udfører ingen geoengineering i planetarisk skala i dag.

I det mindste er der ingen med vilje. Du kan argumentere for, at afbrænding af enorme mængder fossile brændstoffer er en form for geoengineering, bare en utilsigtet og meget dum en. Og vi ved også, at svovlforurening fra kulværker og skibe sandsynligvis har reduceret de globale temperaturer. Faktisk kan nye FN-regler, der kræver, at skibe udsender mindre svovl, faktisk hæve temperaturen lidt (se Vi er ved at dræbe et massivt, utilsigtet eksperiment med at reducere den globale opvarmning).

Der er også en lang og rig historie af indsats i USA og Kina blandt andet til at frø skyer med partikler for at øge sne eller nedbør (se Vejrteknik i Kina ). Men resultaterne er blandede, og lokale vejrændringer er langt fra at forsøge at dreje knappen på hele klimasystemet.

Er geoengineering ikke kontroversiel?

Meget.

Der er reelle bekymringer om at udføre, undersøge eller endda diskutere geoengineering.

Kritikere hævder, at åbent at tale om muligheden for en teknologisk løsning på klimaændringer (det er ikke en løsning, som forklaret ovenfor) vil lette presset for at løse problemets grundlæggende årsag: stigende drivhusgasemissioner. Og nogle mener, at det er en glidebane at komme videre med udendørs eksperimenter. Det kunne skabe incitamenter til at udføre stadig større eksperimenter, indtil vi effektivt laver geoengineering uden at have besluttet det i fællesskab.

En teknologi, der ikke kender nogen nationale grænser, stiller også komplekse, hvis ikke uoverstigelige, geopolitiske spørgsmål. Hvem skal bestemme, og hvem skal have indflydelse , om vi går videre med en sådan indsats? Hvordan slår man sig fast på en enkelt global gennemsnitstemperatur at sigte efter, da det vil påvirke forskellige nationer på meget forskellige måder? Og hvis vi ikke kan nøjes med en eller komme til enighed om, hvorvidt vi overhovedet skal implementere teknologien, vil nogle nation eller individ gør det alligevel som klimakatastrofer formerer sig? Hvis ja, kunne det udløse konflikter, selv krige ?

Nogle hævder, at det er at lege Gud at pille ved et system så komplekst som klimaet. Eller at det simpelthen er tåbeligt at modvirke et forurenende stof med et andet, eller at forsøge at rette en teknokratisk fejl med en teknokratisk løsning.

En sidste bekymring, og en ubestridelig, er, at modellering og eksperimenter kun vil fortælle os så meget. Vi kan ikke rigtig vide, hvor godt geoengineering vil fungere, og hvad konsekvenserne vil være, før vi rent faktisk prøver det - og på det tidspunkt sidder vi alle fast med resultaterne.

Hvorfor i alverden overvejer nogen det så?

Få seriøse mennesker vil beskrive sig selv som fortalere for geoingeniør.

Forskere, der studerer det, bekender sig til ambivalens og erkender åbent, at det ikke er den bedste løsning på klimaændringer. Men de bekymrer sig om, at samfundet låser farlige niveauer af opvarmning og ekstremt vejr fast ved at fortsætte med at bygge kraftværker, køretøjer og byer, der vil pumpe ud af drivhusgasser i årtier fremover. Så et stigende antal akademikere siger, at det ville være uansvarligt ikke at udforske noget, der potentielt kan redde mange, mange liv, såvel som arter og økosystemer - så længe det bruges sammen med seriøse bestræbelser på at skære ned på emissioner.

Ja, det er farligt, siger de - men sammenlignet med hvad? Farligere end den klimaforandringsdrevne hungersnød, oversvømmelser, brande, udryddelse og migration, som vi allerede er begyndt at se? Efterhånden som disse virkninger forværres, kan offentligheden og politikere komme til at tro, at det at pille ved hele planetens atmosfære er en risiko, der er værd at tage.

skjule