Человечество не смогло ограничить свои аппетиты и амбиции и поэтому планета движется к такому повышению температуры, от которого даже часть Украины уйдет под воду. Однако уже много лет существует план по запуску глобальной системы охлаждения. В 2022 году планируется начать испытания этой системы геоінженірінгу, в которую инвестирует, среди прочих, Билл Гейтс.
Проект глобального охлаждения SCoPEx предусматривает так называемую «солнечную геоинженерию». Он подходит к глобальному потеплению с другой стороны-уменьшению количества солнечного света, которое попадает на поверхность планеты. Сейчас парниковые газы удерживают энергию от этого света у поверхности Земли, приводя к ее нагреванию – как в теплице.
Отклонять солнечный свет планируется в стратосфере. Это слой атмосферы, размещенный над тропосферой (в ней происходит вся погода). Стратосфера-сухое и холодное место, где воздух разрежен, а облаков мало на высоте от 10 до 50 километров над поверхностью Земли.
Авторами SCoPEx планируется выпустить воздушный шар, который поднимется на высоту 20 км. Воздушная платформа пройдет различные испытания. В конце концов, они добавят оборудование для распыления крошечных аэрозольных частиц карбоната кальция-вещества, содержащегося в известняке, мела для школьной доски. Частицы будут действовать как микроскопические зеркала, которые должны отражать солнечный свет обратно в космос.
Человечество мало знает, но надвигается климатическая катастрофа
Мало что известно о том, как и может ли работать солнечная геоинженерия и как частицы будут реагировать и двигаться в стратосфере. Еще меньше известно о потенциальных рисках для людей и окружающей среды — могут ли частицы, например, разрушить озоновый слой или существенно изменить погоду?
Но поскольку повышение температуры на Земле вызывает каскад катастрофических последствий, а люди выбрасывают в воздух все больше парниковых газов, видная группа ученых призывает мир серьезно рассмотреть стратосферный вариант.
Одним из таких ученых является Фрэнк Кейч из Гарвардского университета, который возглавляет нашумевший эксперимент с стратосферного контролируемого возмущения (SCoPEx).
Он говорит, что группа надеется запустить воздушный шар в середине 2022 года. Кейч считает, что многие неизвестные в солнечной геоинженерии-это именно то, чем стоит заняться SCoPEx.
Если глобальное потепление не ослабнет, и если мир движется к катастрофе, было бы лучше иметь наготове инструменты, позволяющие избежать самых ужасных последствий, говорит он.
«Вопрос о том, становится ли изменение климата настолько серьезным, что нам нужно что — то сделать, чтобы смягчить его последствия и уменьшить человеческие страдания, очень важен», — говорит Кеутш, химик-атмосферник. — Исследования занимают много времени. Если мы начнем исследование только тогда, когда люди скажут: «О, я думаю, нам это нужно», тогда будет слишком поздно».
Данные SCoPEx могут помочь улучшить компьютерные модели, которые сегодня основаны в основном на предположениях и прогнозах, а не на наблюдениях.
Количество высвобожденного карбоната кальция-около 1 килограмма — будет недостаточно, чтобы вызвать любое измеряемое охлаждения, и это примерно равно загрязнению частицами, которое большой коммерческий авиалайнер выпускает каждую минуту полета, говорит Дэвид Ккіт, профессор физики и государственной политики в Гарварде, который помогает управлять проектом.
В 2019 году таких рейсов было совершено почти 40 миллионов. Кот также является основателем Carbon Engineering, канадской фирмы, которая строит крупное предприятие в Западном Техасе, которое будет извлекать углекислый газ прямо из воздуха.
Успокаивающее для климата
Солнечная геоинженерия может стать «болеутоляющим средством» для планеты. Это не замена сокращению выбросов, а бальзам, который сделает жизнь на Земле более сносной в душном будущем.
Тем не менее, даже фундаментальные исследования в области солнечной геоинженерии оказываются противоречивыми. Критики говорят, что развитие технологии является опасным отвлечением от более важной задачи быстрого сокращения выбросов парниковых газов.
Для многих сама идея целенаправленного вмешательства в климатическую систему является проблематичной, и ее стоит закрыть до того, как она наберет обороты.
Первое испытание SCoPEx изначально планировалось на начало 2021 года в Северной Швеции, но негативная реакция экологов и коренного населения побудила команду отменить запуск.
Тем не менее, Кейч говорит, что он с оптимизмом смотрит на то, что испытания в этом году продолжатся, как только исследователи найдут нового партнера и место запуска.
«Чем больше мы узнаем о реальности изменения климата, тем больше осознаем, что это исследование мы должны начать скорее, чем позже», — говорит он.
Планета перегревается
Реальность такова, что планета нагревается с угрожающей скоростью. По словам ученых, каждое из последних четырех десятилетий было самым теплым за всю историю наблюдений.
Концентрации парниковых газов находятся на рекордных уровнях, в основном из угля, нефти и природного газа, которые сжигаются для производства электроэнергии, тепла и транспорта.
Сегодня средняя глобальная температура примерно на 1,09 градусов по Цельсию выше, чем в конце 19 века, по данным Межправительственной группы экспертов по изменению климата(МГЭИК), научного органа Организации Объединенных Наций по глобальному потеплению.
«Совершенно очевидно, что воздействие человека согрело атмосферу, океан и сушу», — заявила МГЭИК в докладе, опубликованном в августе.
Ученые предупреждают, что глобальное потепление, вероятно, достигнет 1,5 градусов Цельсия в течение следующих двух десятилетий. Это уровень, который приведет к разрушительным и долгосрочным последствиям, таким как катастрофические наводнения, сильная засуха, смертоносные волны жары и массовое вымирание коралловых рифов.
Предотвращение дальнейшего, более опасного уровня потепления потребует немедленного отказа от ископаемого топлива, расширения использования возобновляемых источников энергии и, возможно, даже удаления углекислого газа из атмосферы.
Не все согласны с тем, что солнечная геоинженерия пойдет на пользу. По словам американского климатолога Майкла Э. Манна, обезболивающие могут привести к вредным привычкам. Он сравнил солнечную геоінженерію с «климатическим метадоном», потому что, как только мир начинает вводить частицы, затемняют солнце, он, скорее всего, не сможет остановиться.
Солнечная геоинжерения — проект 2014 года
Гарвардские ученые впервые предложили SCoPEx в исследовательской работе 2014 года. Они призвали к небольшим экспериментам на месте, которые могли бы помочь устранить некоторые неопределенности и неизвестные параметры, связанные с солнечной геоинженерией, которую в статье они назвали управлением солнечной радиацией.
Двумя годами ранее двое соавторов статьи — Дэвид Кит и Джеймс Г. Андерсон, профессор химии атмосферы в Гарварде, — предложили запустить воздушный шар и впрыснуть в воздух микро количества частиц сульфата.
Эта идея не продвинулась, но в 2017 году Кит стал директором факультета Гарвардской программы исследований солнечной геоинженерии. Программа, центральным элементом которой является SCoPEx, на сегодняшний день собрала 16,2 миллиона долларов США от соучредителя Microsoft Билла Гейтса, Фонда Уильяма и флоры Хьюлетт и других благотворительных организаций.
SCoPEx преследует две основные цели: наблюдать за тем, как потоки частиц рассеиваются в стратосфере, и исследовать, какие типы частиц имеют наименьшее количество побочных эффектов.
Запланированный в этом году полевой эксперимент будет проведен на воздушном шаре с нулевым давлением, диаметр которого составляет 27 метров. Воздушный шар не является чем-то особенно новым; каждый год НАСА проводит до 15 полетов на воздушном шаре в стратосферу со стартовых площадок по всему миру для сбора данных и тестирования технологий для космических миссий.
Что уникально, это гондола SCoPEx — рама из алюминия и углеродного волокна, в которой установлен целый ряд оборудования. Бортовой компьютер на базе Raspberry Pi 4 будет получать команды и данные. Два спутниковых телефона Globalstar обеспечат связь между гондолой и наземным оборудованием. Сдвоенные пропеллеры воздушной лодки позволят ученым перемещать гондолу, пока она находится в воздухе.
Во время своего первого полета SCoPEx проверит, насколько хорошо платформа работает при воздействии температур до -60 градусов Цельсия, а также прямых солнечных лучей.
В гондоле не будет химических веществ или инструментов для распыления частиц.
Начальное испытание продлится 4-6 часов на высоте около 20 км — более чем в два раза выше высоты Эвереста. Хотя исследователи могут моделировать стратосферу в термовакуумной камере, трудно понять, как реальные условия повлияют на оборудование.
Предполагая, что платформа пройдет проверку, следующим испытанием будет распыление и отслеживание частиц в стратосфере. Распылительное устройство высвобождает карбонат кальция в километровый след, создаваемый пропеллерами.
Затем воздушный шар будет двигаться вперед и назад по следу, в то время как лидар отслеживает, как далеко распространяется шлейф частиц. Легкий портативный оптический спектрометр частиц, будет измерять размер и количество частиц. Другое оборудование будет собирать данные о влажности и Озоне в стратосфере.
SCoPEx позволит исследователям оценить потенциальные побочные эффекты, которые могут быть значительными, включая возможное разрушение озонового слоя, увеличение загрязнения воздуха и изменения погодных условий, причем некоторые регионы, вероятно, будут затронуты более негативно, чем другие.
По материалам: IEEE Spectrum
