Восстановление климата возможно?

Что произойдет, если мы не сможем решить проблему парниковых газов в атмосфере? Можем ли мы сделать что-нибудь еще, чтобы уменьшить глобальное потепление?

Некоторые люди предлагают попробовать Управление солнечной радиацией (УСР)<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Идея заключается в том, чтобы замедлить глобальное потепление, отражая часть солнечного излучения обратно в космос, прежде чем оно нагреет Землю<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Каким образом работает УСР?

Земля постоянно получает энергию от солнца в виде радиации<a href='https://www.climate.gov/maps-data/primer/climate-forcing' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Газы в воздухе поглощают ее и нагревают

Она отражается обратно в космос облаками и яркими поверхностями

Она проходит прямо через атмосферу и поглощается поверхностью Земли

Она проходит прямо через атмосферу, поверхность и ядро Земли и выбрасывается в космос с другой стороны

Если вы читали наш курс "Причины", вы, возможно, помните, что на самом деле происходят все три процесса! Около 30% излучения отражается облаками и поверхностью Земли, примерно 20% поглощается такими газами, как кислород (O₂), озон (O₃) и водяной пар в атмосфере, а остальные 50% поглощаются поверхностью Земли<a href='https://www.worldscientific.com/doi/abs/10.1142/9789813148796_0001' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://oyc.yale.edu/geology-and-geophysics/gg-140/lecture-6' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/9781118562062.app3' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Целью управления солнечной радиацией является охлаждение Земли путем искусственного отражения большей части энергии Солнца в космос<a href='https://books.google.co.uk/books?id=JXf6AAAAQBAJ&printsec=frontcover#v=onepage&q&f=false' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Это можно сделать разными способами: на земле, в атмосфере или в космосе.

Наземные методы УСР включают в себя осветление поверхности Земли для того, чтобы она могла отражать больше солнечной радиации<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Данный метод подразумевает окрашивание поверхностей в белый цвет для того, чтобы максимально увеличить их отражающую способность<a href='https://www.atmos-chem-phys.net/9/5539/2009/acp-9-5539-2009.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Таким образом могут быть окрашены поверхности антропогенного происхождения, например, крыши и тротуары<a href='https://www.atmos-chem-phys.net/9/5539/2009/acp-9-5539-2009.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Ещё одно дополнительное преимущество такого метода состоит в том, что так мы сможем снизить потребность в кондиционировании воздуха (за счет поддержания прохлады в зданиях), хотя на всё это в широких масштабах ушло бы много средств<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Ещё одно предложение заключается в применении покрытий с высокой отражающей способностью в пустынях<a href='https://acp.copernicus.org/articles/9/5539/2009/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Однако на это уходили бы триллионы долларов каждый год; кроме того, такой метод может нарушить погодные условия и жизнь дикой природы. Поэтому нам вряд ли стоит рассматривать его использование в рамках УСР<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Заполнение неба отражающими воздушными шарами

Покрытие самолётов зеркалами

Введение отражающих частиц в облака

УСР в атмосфере работает за счёт увеличения её отражающей способности для того, чтобы свет рассеивался до того, как он достигает поверхности Земли<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Рассеивающие свет частицы можно запустить в облака с помощью высотных аэропланов, воздушных шаров или дирижаблей<a href='https://doi.org/10.1029/2020GL087348' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Ещё один метод, который сейчас проходит испытания – это осветление морских облаков, в ходе которого облака обрызгивают капельками морской воды для того, чтобы повысить их отражающую способность<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. По сравнению с каплями воды большего размера, из которых обычно формируются облака, эти крошечные капельки эффективнее рассеивают свет<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Последствия данного метода также будут более локализированными (в отличие от глобальных последствий применения стратосферных аэрозолей)<a href='https://www.resourcesmag.org/common-resources/solar-radiation-management-climate-intervention-extended-q-rff-live-webinar/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Для осуществления этих методов требуются соответствующие способы создания мельчайших частиц и их распределения на нужной высоте, например, с помощью специальных летательных аппаратов<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Хотя это и не является технически сложной задачей, для достижения значительного охлаждающего эффекта нам нужно организовывать работу в достаточно широких масштабах<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Многие атмосферные исследования УСР включают в себя введение серосодержащих соединений (называемых аэрозолями) в атмосферу, которые могут производить серную кислоту<a href='https://www.nature.com/articles/nclimate1528' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Это также может разрушать озоновый слой<a href='https://www.nature.com/articles/nclimate1528' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Следовательно, впрыскивание сульфатных аэрозолей может иметь долгосрочные последствия для здоровья<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Истощение озонового слоя может привести к тому, что более вредные виды ультрафиолетовых лучей от солнца будут достигать поверхности Земли, увеличивая вероятность развития рака кожи и повреждения глаз<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Может привести к изменению погодных условий, что сказывается на урожаях

Без озона самолёты не смогут удержаться в небе из-за изменения плотности атмосферы

Для роста сельскохозяйственных культур необходим озон

Каковы практические вопросы?

Несмотря на то, что некоторые методы УСР, например, сульфатные аэрозоли, с технической точки зрения могут быть быстро реализованы, на тестирование УСР и проведение экспериментов для того, чтобы точно узнать, как отреагирует на такое воздействие климат, могут потребоваться целые десятилетия<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Некоторые даже утверждают, что с помощью маломасштабных испытаний невозможно точно предсказать последствия стратосферного УСР; климат — явление глобального масштаба, и поэтому мы сможем увидеть реальные последствия УСР только при испытаниях в мировом масштабе<a href='https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21550085.2012.685573?casa_token=MwrlhYWnEF8AAAAA:tS8fMtKGUGhfmyGT2EXFukOqtWWUl6KbJqw0o4PruPR2VBdd8boBpWb1X5Dgzx7Or5l7O44gcE3gFA' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

УСР в космосе позволило бы нам рассеять свет подальше от Земли ещё до того, как он попадет в атмосферу (возможно, при помощи гигантских космических зеркал!)<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

К сожалению, такие технологии считаются крайне непрактичными и дорогостоящими<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Значительное количество практических трудностей и неустановленные риски для спутников, которые в настоящее время находятся на орбите, делают применение космических методов достаточно нереалистичным<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Какие проблемы возникают в связи с управлением солнечной радиацией?

Несмотря на то, что эффективное УСР теоретически могло бы отсрочить катастрофические последствия глобального потепления, лучшее решение климатического кризиса — это сокращение выбросов парниковых газов и удаление части CO₂, уже находящегося в атмосфере<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Поэтому многие ученые не хотят сосредотачивать внимание на решениях на основе УСР, поскольку они могут отвлечь политиков от сокращения выбросов CO₂<a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://doi.org/10.1016/j.rser.2013.12.032' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Даже если бы мы смогли успешно использовать УСР, всегда существовал бы риск того, что оно внезапно перестанет функционировать и тем самым приведет к быстрому глобальному потеплению<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/9/2/024005/meta' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a><a href='https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21550085.2012.685573?casa_token=MwrlhYWnEF8AAAAA:tS8fMtKGUGhfmyGT2EXFukOqtWWUl6KbJqw0o4PruPR2VBdd8boBpWb1X5Dgzx7Or5l7O44gcE3gFA' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Это может произойти в случае нарушения международного сотрудничества или при технологическом сбое<a href='https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/9/2/024005/meta' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Какие политические и социальные вопросы связаны с применением этого подхода?

Мы можем оценить глобальное воздействие УСР, однако предсказать его региональное воздействие намного сложнее<a href='https://eprints.soton.ac.uk/156647/1/Geoengineering_the_climate.pdf' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Существует высокая степень неопределённости по поводу того, каким будет воздействие УСР на различные сообщества<a href='https://www.srmgi.org/what-is-srm/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.

Более того, УСР окажет наибольшее воздействие в регионе, где солнечной энергии больше всего — в тропиках<a href='https://acp.copernicus.org/articles/20/15461/2020/' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Глобальное потепление, напротив, охватывает нашу планету достаточно равномерно. В результате возникло бы разное региональное распределение нагревания и охлаждения, которое могло бы существенно повлиять на круговорот воды в природе (почему это так важно, вы можете прочесть в нашем курсе, посвященном климатическим прогнозам)<a href='https://journals.ametsoc.org/view/journals/clim/29/7/jcli-d-15-0472.1.xml' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>

Современные исследования УСР почти полностью проводятся небольшой группой исследователей в странах с высоким уровнем дохода<a href='https://www.cambridge.org/core/journals/global-sustainability/article/hidden-injustices-of-advancing-solar-geoengineering-research/F61C5DCBCA02E18F66CAC7E45CC76C57' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>. Из-за этого воздействие на страны с низким уровнем дохода может быть упущено из виду<a href='https://www.cambridge.org/core/journals/global-sustainability/article/hidden-injustices-of-advancing-solar-geoengineering-research/F61C5DCBCA02E18F66CAC7E45CC76C57' target='_blank'><img src='/img/courses/ref.svg'/></a>.