Odwadnianie stratosfery – Nowe narzędzie do walki ze zmianami klimatu?
Naukowcy przedstawili propozycję odwadniania stratosfery jako potencjalną metodę łagodzenia zmian klimatycznych. Badacze uważają, że pomimo wyzwań technologicznych możliwe jest jej zrealizowanie. Jednakże istnieją także głosy krytyczne wśród naukowców, które podchodzą sceptycznie do tego pomysłu.
Badacze z NOAA zwrócili uwagę na istotny aspekt dotyczący pary wodnej, która pomimo braku bezpośredniego wpływu na globalne ocieplenie poprzez wymuszenie radiacyjne ma silne oddziaływanie na klimat. Kiedy para wodna dostaje się z troposfery do stratosfery to działa jak izolator, ograniczając ucieczkę promieniowania podczerwonego w kosmos. To odkrycie sugeruje, że para wodna pełni istotną rolę w regulowaniu temperatury atmosferycznej i może mieć wpływ na zmiany klimatyczne.
W ramach projektu Airborne Tropical Tropopause Experiment (ATTREX) przeprowadzonego przez NASA naukowcy skupili się na analizie danych dotyczących pary wodnej i temperatury w celu zrozumienia mechanizmów wpływających na stratosferę. Korzystając z zaawansowanych modeli komputerowych symulowali proces usuwania pary wodnej z powietrza przed jej dostaniem się do warstwy stratosferycznej. W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science Advances naukowcy skupili się na możliwości zmniejszenia ilości pary wodnej w stratosferze, co mogłoby z kolei zwiększyć ilość promieniowania podczerwonego emitowanego w kosmos. Ich celem było złagodzenie efektu cieplarnianego poprzez manipulację związaną z zawartością pary wodnej w tej warstwie atmosfery. Wnioskiem do którego doszli naukowcy było stwierdzenie, że jednym z potencjalnych sposobów na złagodzenie procesów globalnego ocieplenia jest odwodnienie stratosfery.
– Gdybyśmy mogli zrobić coś tylko na tak małym obszarze, być może moglibyśmy zredukować parę wodną w stratosferze, aby wypuścić więcej promieniowania podczerwonego [w przestrzeń kosmiczną] – to podstawowa koncepcja – powiedział Joshua Schwarz, fizyk z Laboratorium Nauk Chemicznych Narodowej Administracji Oceanicznej i Atmosferycznej (NOAA).
Naukowcy odkryli, że gdy powietrze przechodzi z troposfery do stratosfery to przemieszcza się przez nią przez okres czterech lat, od tropików do biegunów, zanim wróci z powrotem do troposfery. Zaproponowali, że usuwanie pary wodnej już w tropopauzie zanim ta dostanie się do stratosfery mogłoby być korzystne. W troposferze woda występuje nie tylko w postaci pary, ale często krystalizuje się również w kryształki lodu. Naukowcy zauważyli, że skrystalizowanie pary wodnej w tropopauzie przed jej dotarciem do stratosfery mogłoby być skuteczną metodą.
Badacze z NOAA zwrócili uwagę, że większość powietrza przedostaje się do stratosfery z regionów tropikalnych. Zidentyfikowali obecność cząstek pyłu mineralnego, które sprzyjają tworzeniu się lodu w tropopauzie. Poprzez dodanie cząstek, które ułatwiają krystalizację lodu moglibyśmy skutecznie utworzyć chmurę, która opadłaby na niższe warstwy atmosfery. To zjawisko szybko by się rozgrzało i prawdopodobnie wyparowało, co oznaczałoby, że powietrze wędrujące do stratosfery nie zawierałoby już wody. Ten rodzaj geoinżynierii mógłby stanowić mały, ale istotny krok w kierunku stopniowego usuwania wilgoci ze stratosfery, a to mogłoby przyczynić się do zrównoważenia pewnego stopnia ocieplenia spowodowanego zmianami klimatycznymi. Naukowcy podkreślają, że potencjalne skutki uboczne takiego działania byłyby niewielkie, a ilość pary wodnej, którą chcieliby usunąć jest znacznie mniejsza niż naturalne zmiany sezonowe, które występują w stratosferze.
– Jeśli dodamy cząstki ułatwiające tworzenie się lodu, lód się uformuje – powiedział Schwarz.
– To tylko mały krok we właściwym kierunku, a potencjalne skutki uboczne również są niewielkie (…) Para wodna w stratosferze zmienia się naturalnie ze względu na zmiany sezonowe. A ilość, o której tutaj mówimy, jest znacznie mniejsza niż ta sezonowa zmiana – dodał.
Aktualnie nie istnieją plany ani technologie umożliwiające odwadnianie stratosfery. Jest to projekt, który wymagałby znacznych zasobów finansowych oraz kompleksowej logistyki. Istnieją również pewne przeciwwskazania, ponieważ nie jesteśmy pewni, jak reagowałby klimat w górnych warstwach atmosfery na tego rodzaju interwencję.
– Istnieje wiele obaw związanych z interwencją klimatyczną – powiedział Schwarz.
– Myślę, że dzięki większemu zrozumieniu będziemy w lepszym miejscu do podejmowania dobrych decyzji. Uczymy się o możliwościach i nie odkryliśmy niczego, co wydaje się niemożliwe – dodał.
Krytyczne uwagi
Kevin Trenberth (meteorolog z Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych) wyraził wątpliwości co do skuteczności samego osuszania stratosfery, uważając, że należy być bardzo sceptycznym wobec tego podejścia. Z kolei Michael Mann (geofizyk z Uniwersytetu w Pensylwanii) zauważył, że autorzy projektu podnoszą wiele istotnych zastrzeżeń, w tym potencjalnie krótkotrwały charakter jego efektów. Porównując to do wielu innych proponowanych innowacji, Mann podkreślił konieczność regularnego stosowania takich rozwiązań w celu utrzymania równowagi termicznej przy jednoczesnym uwzględnieniu konieczności długotrwałego obniżenia poziomu CO2 w atmosferze. Jednoznacznym wnioskiem naukowców jest, że główną przyczyną zmian klimatu jest działalność człowieka prowadząca do wzrostu temperatury oraz stężenia gazów cieplarnianych od roku 1750. Ta działalność nie tylko powoduje wzrost temperatury, ale także zwiększa częstotliwość i intensywność ulewnych opadów na większości obszarów lądowych zgodnie z podsumowaniem raportu IPCC. Rozwiązanie negatywnych skutków zmian klimatu nie wymaga eksperymentalnych technologii. Recepta na te problemy jest dobrze znana już od dawna. Polega na redukcji ogromnych emisji dwutlenku węgla do atmosfery. Można to osiągnąć poprzez ograniczenie spalania paliw kopalnych w sektorze energetycznym i zastąpienie ich alternatywnymi źródłami energii. Ważnym krokiem jest również zwiększanie efektywności energetycznej budynków oraz podejście oparte na zrównoważonej gospodarce rolnej i leśnej.
Livescience.com / Mateusz Gibała
Eksperci: Satelita wykrywający metan pomoże ograniczyć emisje sektora naftowo-gazowego
