Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Geoinżynieria antyociepleniowa

Recommended Posts

Jednym ze sposobów walki z ocieplaniem się klimatu są metody geoinżynierii, czyli próby wprowadzania sztucznych zmian w skali całego globu. Naukowcy z Carnegie Mellon zbadali pomysł rozpylania w atmosferze siarczanów, dzięki czemu powierzchnia planety ulegnie schłodzeniu.

Z obserwacji wybuchów wulkanów wiemy, że siarczany mogą schłodzić Ziemię. Jednak dotychczas rozpatrywane modele wskazywały, iż równomierne rozprzestrzenienie siarczanów w stratosferze zredukuje temperatury na Ziemi, ale okolice równika zostaną za bardzo schłodzone, a okolice biegunów - zbyt mało schłodzone. Ponadto takie manipulacje mogłyby 'wysuszyć' planetę i zmniejszyć przepływ wody na jej powierzchni - zauważają uczeni z Carnegie.

Naukowcy postanowili sami przeprowadzić symulacje. Przeanalizowali pięć różnych scenariuszy z pięcioma różnymi poziomami koncentracji siarczanów na różnych szerokościach geograficznych. Uzyskane w ten sposób wyniki zoptymalizowali pod kątem osiągnięcia najlepszych zakładanych rezultatów. Następnie tak pozyskane dane nałożyli na obecnie używane modele klimatyczne.

Okazało się, że najlepsze wyniki, bliskie temu, co działoby się, gdybyśmy w atmosferze nie mieli zbyt dużo dwutlenku węgla, można osiągnąć za pomocą wyższej koncentracji siarczanów na biegunach i niższej nad równikiem. Jednak przy takim modelu zachodziły poważne zmiany w globalnym obiegu wody. Zmiany te były tym mniejsze, im bardziej równomiernie rozłożone były siarczany.

Kolejne analizy wykazały, że możliwe jest znalezienie optymalnej dystrybucji siarczanów. Przy ich niemal równomiernym rozłożeniu, zmiany temperatury zostały zredukowane o 90%, a zmiany obiegu wody o 66%. Możliwe było uzyskanie jeszcze większej redukcji zmian temperatury - aż o 94% - jednak wówczas zwiększały się zmiany w obiegu wody.

Cykl hydrologiczny oraz zmiany temperatury nie mogą być jednocześnie minimalizowane, ponieważ cykl hydrologiczny jest bardziej wrażliwy na zmiany w promieniowaniu słonecznym niż temperatura powietrza przy powierzchni - wyjaśnia główny autor badań, George Ban-Weiss.

Nasz model działał dobrze, ponieważ kompleksowe zmiany klimatyczne wskazują, że duża część klimatu działa liniowo. Oczywiście, to tylko jeden model i nie obejmuje on wszystkich procesów, które są istotne w świecie rzeczywistym. To tylko ilustracja, która nie może być podstawą do podejmowania jakichkolwiek decyzji politycznych - mówi drugi autor, Ken Caldeira. Przypomina on, że przeprowadzone symulacje miały na celu przede wszystkim opracowanie nowych sposobów badania klimatu, a nie podpowiadanie rozwiązań. Trzeba zdecydowanie podkreślić, że geoinżynieria nigdy nie rozwiąże wszystkich problemów związanych z emisją gazów cieplarnianych. Nie powstrzyma na przykład wzrostu kwasowości wody oceanicznej. I, oczywiście, jest z nią związane ryzyko. Geoinżynieria nie jest alternatywą dla redukcji emisji - dodaje Ban-Weiss.

Share this post


Link to post
Share on other sites

A jakaś symulacja kosztów? Ile ton tych siarczanów potrzeba? Czy w ogóle da się taką ilość siarczanów zgromadzić?

Ot,koncepcja, ale kombinować nie zaszkodzi.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Globalne ocieplenie mogło w znaczącym stopniu przyczynić się do... wybuchu pandemii COVID-19 dowodzą na łamach Science and the Total Environment naukowcy z University of Cambridge. Dostarczyli oni pierwszego dowodu na istnienie mechanizmu powodującego, że zmiany klimatyczne mogły w sposób bezpośredni przyczynić się do pojawienia się wirusa SARS-CoV-2.
      Autorzy badań wykazali, że w ciągu ostatnich 100 lat globalne ocieplenie spowodowało duże zmiany szaty roślinnej w prowincji Junnan oraz w przylegających doń obszarach Mjanmy i Laosu. Zmiany klimatyczne zmieniły miejscowe habitaty z tropikalnego buszu w tropikalne sawanny i lasy liściaste. To zaś stworzyło świetne warunki do bytowania dla nietoperzy, które lubią lasy liściaste.
      Naukowcy powiązali liczbę występujących tam koronawirusów z liczbą gatunków nietoperzy. Wykazali, że w ciągu ostatnich 100 lat w prowincji Junnan pojawiło się około 40 nowych gatunków nietoperzy, w których organizmach bytuje około 100 odmian koronawirusów. Przeprowadzone wcześniej badania genetyczne wskazują, że wirusy najbliżej spokrewnione z SARS-CoV-2 występują właśnie wśród nietoperzy w prowincji Junnan.
      Zmiany klimatyczne, do jakich doszło na przestrzeni ostatniego wieku, stworzyły w prowincji Junnan lepsze warunki do życia dla większej liczby gatunków nietoperzy, mówi główny autor badań doktor Robert Beyer z Wydziału Zoologii Uniwersytetu w Cambridge. Zrozumienie, w jaki sposób – w związku z ociepleniem klimatu – zmieniło się występowanie gatunków nietoperzy może być istotnym krokiem w kierunku rekonstrukcji pochodzenia COVID-19.
      Naukowcy, wykorzystując dane m.in. o temperaturach, opadach i pokrywie chmur zrekonstruowali szatę roślinną ziemi sprzed 100 laty. Następnie sprawdzili, jakiej szaty roślinnej wymagają poszczególne gatunki nietoperzy i na tej podstawie określili ich występowanie na początku XX wieku. Później porównali te dane z danymi współczesnego występowania, co pozwoliło na określenie, jak w międzyczasie zmieniła się bioróżnorodność gatunków w poszczególnych regionach.
      W miarę jak zmiany klimatu zmieniają habitat, gatunki opuszczają jedna obszary i przenoszą się do innych, zabierając przy tym wirusy. To zaś nie tylko zmienia mapę występowania wirusów, ale prowadzi do pojawienia się nowych interakcji pomiędzy wirusami a zwierzętami, co zwiększa prawdopodobieństwo przeniesienia lub wyewoluowania bardziej niebezpiecznych wirusów", mówi Beyer.
      Szacuje się, że w światowej populacji nietoperzy żyje ponad 3000 odmian koronawirusów. Średnio jeden gatunek nietoperza współistnieje z 3 gatunkami koronawirusów. Zwiększenie liczby gatunków nietoperzy oznacza więc zwiększenie liczby gatunków koronawirusów. Nie szkodzą one nietoperzom, gdyż te mają wyjątkowy układ odpornościowy. Większość koronawirusów nie może przejść z nietoperza na człowieka. Do znanych przypadków zakażeń, jak epidemie MERS, SARS-CoV-1 i SARS-CoV-2 zawsze dochodziło za pośrednictwem jeszcze jakiegoś gatunku.
      W prowincji Junnan, w której tak gwałtownie zwiększyła się bioróżnorodność nietoperzy, jest też miejscem występowania łuskowców, które mogły być pośrednikiem, który przekazał ludziom wirusa SARS-CoV-2. Bardzo prawdopodobne, że wirus najpierw przeszedł z nietoperzy na łuskowce, zmienił się w ich organizmach, a gdy łuskowce trafiły na targ w Wuhan, doszło tam do pierwszych zakażeń wśród ludzi.
      To już kolejne badania, które zwracają uwagę na rolę zmian klimatu w pojawianiu się i rozprzestrzenianiu chorób zakaźnych. Fakt, że zmiany klimatyczne mogą zwiększać tempo transmisji dziko żyjących patogenów na ludzi powinien być kolejnym z powodów ograniczenia emisji, mówi profesor Camilo Mora z University of Hawai'i. Naukowcy zwracają uwagę, że konieczne jest ograniczenie rozprzestrzeniania pól uprawnych, miast i terenów łowieckich na kolejne dzikie tereny, co pozwoli na ograniczenie kontaktów ludzi z dzikimi zwierzętami.
      Autorzy najnowszych badań wykazali też, że w ciągu ubiegłego wieku doszło do zwiększenia liczby gatunków nietoperzy w Afryce Centralnej oraz różnych miejscach Ameryki Południowej i Środkowej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Osoby zaprzeczające antropogenicznym przyczynom globalnego ocieplenia często podają przykłady Małej epoki lodowej czy Średniowiecznego optimum klimatycznego, które to mają świadczyć o tym, że podobne zjawiska zachodziły już w przeszłości, zatem człowiek nie ma wpływu na obecne ocieplenie.
      Nature Geoscience ukazały się właśnie dwa artykuły opisujące badania przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu w Bernie. Wykazały one, że ówczesne zmiany klimatu miały zasięg lokalny. Tymczasem zmiany obecne są odczuwalne na całej planecie.
      Mała epoka lodowa trwała mniej więcej w latach 1300–1850. O jej istnieniu świadczą zarówno doniesienia historyczne, jak i rekonstrukcje temperatury wykonywane np. na podstawie pierścieni wzrostu drzew.
      Badacze z Berna przeanalizowali wszystkie dostępne obecnie dane, przeprowadzili rekonstrukcje temperatury dla poszczególnych obszarów globu i stwierdzili, że w ciągu ostatnich 2000 lat żadna z pięciu znanych zmian klimatu – Rzymskie optimum klimatyczne (250 p.n.e – 400 n.e.), Mała epoka lodowa późnej starożytności (VI–VII wiek), Okres chłodny wieków ciemnych (450–950), Średniowieczne optimum klimatyczne (800–1300) i Mała epoka lodowa (1300–1850) – nie była zmianą globalną.
      miany były odczuwalne regionalnie i w różnych okresach. Na przykład podczas Małej epoki lodowej minimum temperaturowe dla środkowych i wschodnich obszarów Pacyfiku nastąpiło w XV wieku, w Europie północno-zachodniej i na południowych wschodzie Ameryki Północnej przypadło ono na wiek XVII, a w pozostałych regionach miało miejsce w połowie XIX wieku. Zachodzące wówczas zmiany można wytłumaczyć na podstawie tego, co wiemy o naturalnej zmienności klimatu. Ponadto w przeszłości zmiany takie nie wykazywały spójności czasowej i przestrzennej, co oznacza, że wywołujące je zjawiska nie były na tyle silne, by wpływać na całą planetę w perspektywie dekad i wieków.
      Ocieplenie klimatu, z którym mamy do czynienia obecnie, dotyczy całej powierzchni Ziemi, a dla ponad 98% planety wiek XX był najprawdopodobniej najcieplejszym okresem od 2000 lat. Ponadto obecne zmiany wykazują bardzo wysoką koherencję czasoprzestrzenną, następują szybciej niż wcześniejsze znane nam zjawiska tego typu i nie da się ich wytłumaczyć odwołując się do naturalnej zmienności klimatu.
      Twierdzenie o naturalnej zmienności klimatu jest prawdziwe. Jednak jeśli nawet śledząc przeszłe zmiany klimatyczne cofniemy się aż do początków Cesarstwa Rzymskiego, to nie znajdziemy żadnego zjawiska, które w najmniejszym stopniu przypominałoby to, z czym mamy obecnie do czynienia. Dzisiejsze zmiany klimatyczne wyróżniają się niezwykle wysoką synchronizacją w skali całego globu, mówi paleoklimatolog Scott St. George z University of Minnesota.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W miarę wzrostu globalnego ocieplenia i w obliczu braku chęci redukcji gazów cieplarnianych, naukowcy coraz częściej biorą pod uwagę geoinżynierię. Jednak manipulowanie klimatem planety może przynieść nieoczekiwane, niekorzystne skutki. Zanim ktokolwiek tego spróbuje, musimy zbadać, jakie będą tego konsekwencje. Musimy dowiedzieć się, w co się możemy wpakować", mówi profesor Solomon Hsiang z University of California, Berkeley. Hsiang i jego zespół chcą zbadać, jakie skutki może przynieść celowe rozpylanie w atmosferze miniaturowych cząstek, które odbijałyby część promieniowania słonecznego. Zespół Hsianga skupił się tutaj na wpływie takich działań na produkcję rolniczą.
      Coraz więcej badań pokazuje, że rosnąca temperatura zaczyna wywierać tak niekorzystny wpływ na rośliny, iż można obawiać się o wielkość plonów. Powstrzymanie ocieplenia poprzez rozpylenie związków, mogących powstrzymać wzrost temperatury może powstrzymać spadek plonów i zapewnić ludzkości dostateczną ilość pożywienia. Ponadto niewykluczone, że rośliny wolą rozproszone światło, a takie zapewniłoby rozpylenie w atmosferze chroniących Ziemię cząstek. Jednocześnie jednak na powierzchnię naszej planety trafiałoby mniej światła, a to mogłoby negatywnie odbić się na plonach. Nie wiadomo, który z elementów przeważy i jaki wpływ na rolnictwo miałyby działania geoinżynieryjne tego typu.
      Hsiang i jego zespół postanowili więc bliżej przyjrzeć się dwóm dużym erupcjom wulkanicznym, wybuchowi Mount Pinatubo na Filipinach z 1991 roku oraz eksplozji meksykańskiego El Chichon z 1982 roku. Podczas obu erupcji do atmosfery przedostały się miliony ton dwutlenku siarki, gazu, który tworzy w atmosferze aerozole blokujące dopływ promieni słonecznych. Wiadomo, że po eksplozji Mt. Pinatubo średnie temperatury na Ziemi spadły na dwa lata o około 0,5 stopnia Celsjusza.
      Naukowcy wykorzystali dane satelitarne dotyczące obu erupcji oraz informacje o zbiorach kukurydzy, soi, ryżu i pszenicy ze 105 krajów z lat 1979–2009. Jako, że chcieli dowiedzieć się, jak przesłonięcie światła słonecznego wpłynęło na plony, pod uwagę wzięli też, w celu wyeliminowania tych czynników, inne zjawiska, jak np. wielkość opadów.
      Okazało się, że erupcja Mt. Pinatubo z pewnością zmniejszyła plony płodów rolnych. Zjawisko takie jest znacznie mniej widoczne w przypadku wybuch El Chichon, jednak erupcja ta jest znacznie słabiej poznana, co mogło wpłynąć na ostateczny wynik badań grupy Hsianga. Naukowcy wyliczyli, że wskutek wybuchu Mount Pinatubo światowe zbiory kukurydzy zmniejszyły się o 9%, a plony soi, ryżu i pszenicy spadły o 5%. Tak duże spadki były zaskoczeniem. Uczeni spodziewali się bowiem, że rozproszone światło będzie korzystne dla roślin.
      Wyniki analizy zastosowano do modeli klimatycznych i obliczono, jak mogą wyglądać przyszłe zbiory z geoinżynierią i bez niej. Okazało się, że wszelkie potencjalne korzyści z geoinżynierii są niweczone przez mniejszą dostępność światła. Geoinżynieria nie przynosi rolnictwu szkody, ale też mu nie pomaga. Dotychczas wielu sądziło, że jeśli zastosujemy geoinżynierię i nie dopuścimy dzięki niej do wzrostu temperatury, to rolnictwo na tym skorzysta, gdyż plony nie będą spadać z powodu gorąca. Jednak, jak się okazało, zmieni się tylko przyczyna spadku. Nie zmniejszą się one z powodu gorąca, ale z powodu mniejszej dostępności światła.
      Część naukowców przestrzega jednak przed wyciąganiem pochopnych wniosków, argumentując, że mamy zbyt mało danych, by cokolwiek jednoznacznie stwierdzać. Geoinżynieeria zmieni klimat w zupełnie inny sposób niż czynią to erupcje wulkanów, mówi David Keith, profesor fizyki z Harvard University. Po pierwsze geoinżynieria byłaby związana z ciągłym wypuszczaniem aerozoli do atmosfery. Wybuch wulkanu to jednokrotne gwałtowne wydarzenie. Przez to inna byłaby dynamika schładzania planety i inny wpływ geoinżynierii na klimat i różne jego aspekty, jak opady. Z kolei profesor klimatologii Alan Robock z Rutgers University zauważa, że rolnictwo i stosowane przezeń rozwiązania, ciągle się zmieniają, w zależności od sytuacji. Nie wiadomo, czy moglibyśmy stosować dzisiejsze rozwiązania gdy zaczniemy zajmować się geoinżynierią.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W przyszłym miesiącu w Wielkiej Brytanii zostanie przeprowadzony eksperyment, którego celem jest przetestowanie możliwości sztucznego schładzania klimatu przez człowieka. W jego ramach na wysokość 1 kilometra zostanie wpompowana woda.
      Będzie to pierwszy na taką skalę test systemu pompowania, który w przyszłości może zostać wykorzystany do umieszczania w stratosferze związków siarki. System pompowania miałby być wyniesiony np. przez olbrzymi balon wypełniony wodorem.
      Test to część programu Stratospheric Particle Injection for Climate Engineering (SPICE). Został on zainspirowany wybuchem wulkanu Pinatubo w 1991 roku.  Do atmosfery trafiło wówczas 20 milionów ton związków siarki, ochładzając Ziemię o 0,5 stopnia Celsjusza przez 18 miesięcy. Jeśli obecny test się powiedzie, to być może w przyszłości będą wysyłane balony z podczepionymi rurami, którymi będzie tłoczona siarka.
      Od chwili, w której ludzie będą w stanie intencjonalnie zmieniać klimat dzieli nas jednak wiele dziesięcioleci.
      W ramach eksperymentu wypełniony helem balon wyniesie wąż, którym będzie pompowana woda z prędkością 1,8 litra na minutę. Cały eksperyment posłuży do zaprojektowania 20-kilometrowego systemu.
      Hugh Hunt, inżynier z University of Cambridge mówi, że dostarczanie siarki za pomocą balonu może być najbardziej efektywną metodą. Szacuje on, że docelowy system może kosztować około 5 miliardów dolarów. Przed dwoma laty Rosjanie testowali dostarczanie siarki do stratosfery samolotami, jednak koszt takiego systemu byłby około 20-krotnie wyższy.
      Część organizacji skupiających obrońców przyrody protestuje przeciwko testowi jak i samej geoinżynierii. Zwracają uwagę, że próba, jakkolwiek nieszkodliwa, jest tylko wstępem do działań, które mogą mieć zgubne skutki, jak np. powodować susze. W ubiegłym roku ONZ zakazał geoinżynierii zagrażającej bioróżnorodności.
      Niektóre z obaw ekologów podziela Alan Robock, meteorolog z Rutgers University. Z przeprowadzonych przezeń symulacji komputerowych wynika, że chmury składające się ze związkow siarki mogą osłabić monsuny pojawiające się w Azji i Afryce, a to oznacza mniejsze opady na terenach rolniczych, od których żyzności uzależnione są miliardy ludzi. Zdaniem Robocka jest zbyt wcześnie by przeprowadzać eksperymenty z zakresu geoinżynierii. Uważa on, że najpierw trzeba przeprowadzić liczne symulacje komputerowe, które powiedzą nam, jak takie działania mogą wpłynąć na obieg wody czy warstwę ozonową.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Aktualizacja: artykuł opublikowany w piśmie „Nature", został różnie zinterpretowany przez media. Jednak pola do interpretacji nie pozostawiają słowa Jaspera Kirkby'ego, który stwierdził, że przeprowadzone przez niego i jego kolegów badania nie mówią nic o możliwym wpływie promieniowania kosmicznego na chmury i klimat, ale są bardzo ważnym pierwszym krokiem w zrozumieniu tego zagadnienia.
      Wstępne wyniki wykazały bowiem, że promieniowanie kosmiczne ma spory wpływ na nukleację, że wysokoenergetyczne protony przyczyniają się do co najmniej 10-krotnego zwiększenia tempa nukleacji aerozoli, jednak powstające w ten sposób cząsteczki są zbyt małe by mogły posłużyć za zaczątek chmur. Eksperyment wykazał, że na wysokości kilku kilometrów do procesu nukleacji wystarczają para wodna i kwas siarkowy, a proce ten jest znacznie przyspieszany promieniowaniem kosmicznym. Na wysokości do 1 kilometra nad ziemią konieczna jest jeszcze obecność amoniaku.
      Co najważniejsze, badania CLOUD pokazały, że para wodna, kwas siarkowy i amoniak, nawet "napędzane" promieniowaniem kosmicznym, nie wyjaśniają zachodzącego w atmosferze procesu formowania się areozoli. Stąd wniosek, że zaangażowane weń muszą być jeszcze inne składniki.
      Jak zatem widzimy, pierwsze rezultaty uzyskane w ramach prowadzonego przez CERN eksperymentu CLOUD - Cosmics Leving Outdoor Droplets - nie sugerują (jak wcześniej informowaliśmy) że obecne modele klimatyczne powinny być znacznie zmienione. Z badań wynika jedynie, że promieniowanie z kosmosu odgrywa znacznie większą niż przypuszczano rolę w nukleacji aerozoli, jednak nie oznacza to jeszcze, że czynniki te prowadzą do formowaniu się chmur nad naszą planetą.
      Odkrycie CERN-u wpisuje się w polityczną walkę o określenie przyczyn globalnego ocieplenia, dlatego też naukowcy starają się przedstawić tylko i wyłącznie wyniki badań i nie podawać ich interpretacji. Indukowana przez jony nukleacja objawia się ciągłą produkcją nowych cząsteczek, które trudno jest wyizolować w czasie obserwacji atmosfery, gdyż istnieje bardzo dużo zmiennych. Jednak zjawisko to zachodzi na masową skalę w troposferze - mówi Jasper Kirkby, fizyk z CERN-u.
      Naukowcy doszli do takich wniosków wykorzystując akcelerator Proton Synchotron do badania zjawiska nukleacji z użyciem różnych gazów i temperatur.
      Ojcem teorii o Słońcu jako pośredniej przyczynie globalnego ocieplenia, w którym rolę odgrywa interakcja wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego, jest duński fizyk Henrik Svensmark. Jego zdaniem Słońce to jeden z czterech czynników odpowiedzialnych za zmiany klimatyczne. Trzy pozostałe to wulkany, zmiany w stanie klimatu do których doszło w 1977 roku oraz emisja zanieczyszczeń przez człowieka.
      Doktor Kirkby, który opisał dokładnie tę teorię w 1998 roku mówił wówczas, że promieniowanie kosmiczne odpowiada prawdopodobnie za połowę lub nawet całość wzrostu temperatury na Ziemi w ciągu ostatnich 100 lat.
      Jak dotychczas nie udało się tej tezy udowodnić.
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...