طرح هایی برای کاهش نور مصنوعی خورشید دانشمندان را دچار اختلاف کرده است - در اینجا چیزی است که آنها در واقع درباره آن بحث می کنند

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

نه، رئیس جمهور جو بایدن طوفان میلتون را مهندسی نکرده است. نه، مخازن کریستال یخی که توسط هواپیماهای ارتفاع بالا به جا می‌آیند، «راه‌های شیمیایی» نیستند که توسط دولت‌ها برای کنترل آب‌وهوا یا دستکاری جمعیت‌ها پاشیده می‌شوند. خیر، باروری ابرهای دولتی باعث سیل رکورد در دبی نشد.

با این حال، ادعاهایی مانند اینها در فضای مجازی گسترده است و به طور فزاینده ای به لفاظی های سیاسی راه پیدا می کند. این تمایز بین تئوری های توطئه در مورد دستکاری آب و هوا و بحث علمی بسیار واقعی در مورد مهندسی زمین خورشیدی را محو می کند.

ژئومهندسی خورشیدی، همچنین به عنوان اصلاح تابش خورشیدی (SRM) شناخته می شود، سعی می کند با تغییر مقدار انرژی ورودی یا خروجی از سیستم زمین، به طور موقت آب و هوا را خنک کند. آزمایش‌های میدانی در فضای باز به‌ویژه بحث‌برانگیز است، و محققان و دیگر کارشناسان در مورد اینکه آیا اصلا باید ادامه یابند و اگر چنین است، تحت چه شرایطی اختلاف نظر دارند.

شناخته شده ترین پیشنهاد، تزریق آئروسل استراتوسفری، شامل پراکندگی دی اکسید گوگرد در اتمسفر است، جایی که می تواند ذرات انعکاسی به نام آئروسل را تشکیل دهد. اینها می توانند برای دوره های طولانی در استراتوسفر باقی بمانند و به طور کلی اثر خنک کنندگی فوران های آتشفشانی بزرگ را تقلید کنند.

پیشنهادهای اصلی دیگر روشن کردن ابرهای دریایی است که ذرات نمک دریایی را به ابرهای کم ارتفاع بر روی دریا اضافه می کند تا آنها را بازتابی تر کند و نازک شدن ابرهای سیروس که هدف آن کاهش اثر گرم شدن خالص ابرهای ارتفاع بالا است.

در مطالعه اخیرمان، من و همکارانمان بررسی کردیم که آزمایش‌های SRM در فضای باز ممکن است در عمل چگونه باشند. ما آزمایش‌های قابل قبولی را در سه رویکرد شناسایی کردیم و بررسی کردیم که چگونه هدف علمی و الزامات نظارتی آنها با مقیاس تغییر می‌کند. این مقاله در مجله Earth's Future منتشر شده است.

به‌جای یک تمایز ساده «کوچک» یا «بزرگ»، ما مراحل مجزایی را با بررسی دقیق‌تر نظارتی در هر مرحله پیدا کردیم - با افزایش مقیاس، آن را مانند یک راه پله شیب دار در نظر بگیرید.

من در اینجا بر تزریق آئروسل استراتوسفر تمرکز می‌کنم، که گسترده‌ترین پیشنهاد مطالعه شده است، زیرا شکاف بین آزمایش و استقرار را به بهترین شکل نشان می‌دهد.

شبیه‌سازی‌های اخیر نشان می‌دهد که حدود 8 تا 16 میلیون تن دی‌اکسید گوگرد در سال باید تزریق شود تا خنک‌سازی 1 درجه سانتی‌گراد تولید شود. یک شبیه ساز تعاملی به شما امکان می دهد خودتان این اعداد را آزمایش کنید.

تحقیقات پیشنهادی در فضای باز می تواند با انتشار بسیار کوچکتر شروع شود. مطالعه ما طیف وسیعی از کارآزمایی‌های قابل قبول با افزایش اندازه و سؤالاتی را که هر کدام می‌توانست به آنها پاسخ دهد، شناسایی کرد. کوچک‌ترین آزمایش‌ها می‌توانند تشکیل آئروسل را بررسی کنند یا نحوه رفتار ذرات مختلف در استراتوسفر را مقایسه کنند. انتشارهای بزرگتر، شامل تن دی اکسید گوگرد، می تواند چگونگی تکامل یک توده آئروسل را در شرایط مختلف جوی ردیابی کند و شواهدی را برای آزمایش مدل هایی از نحوه انتشار ذرات و تأثیر بر نور خورشید ارائه دهد.

با بیش از 100000 مشترک که برای اطلاعات روزانه به Phys.org متکی هستند، جدیدترین علم، فناوری و فضا را کشف کنید. برای خبرنامه رایگان ما ثبت‌نام کنید و از پیشرفت‌ها، نوآوری‌ها و تحقیقات مهم - روزانه یا هفتگی - به‌روزرسانی دریافت کنید.

در بزرگترین مقیاسی که در نظر گرفتیم، حدود 1000 تن دی اکسید گوگرد، ستون آئروسل حاصل شروع به نزدیک شدن به اندازه سلول های شبکه سه بعدی جداگانه ای می کند که مدل های آب و هوایی برای نشان دادن جو استفاده می کنند. این می‌تواند به پیش‌بینی‌های کامپیوتری امکان مقایسه مستقیم‌تر با مشاهدات یک آزمایش را بدهد.

برای در نظر گرفتن این اعداد، یک بوئینگ 777 که در حال انجام یک پرواز فرا اقیانوس اطلس است، 80 تا 100 کیلوگرم (176 تا 220 پوند) دی اکسید گوگرد آزاد می کند، در حالی که 1000 تن با انتشار سالانه دی اکسید گوگرد در یک نیروگاه برق متوسط ​​در ایالات متحده قابل مقایسه است. اینها مقایسه کمیت هستند، نه اثرات زیست محیطی: یک کارخانه زغال سنگ دی اکسید گوگرد خود را بسیار نزدیکتر به زمین، در کنار گازهای گلخانه ای مانند CO2 آزاد می کند. با این وجود، آنها به ملموس کردن مقیاس فیزیکی آزمایش‌های پیشنهادی کمک می‌کنند.

برنامه محیط زیست سازمان ملل خاطرنشان می کند که آزمایش های میدانی کوچک ممکن است عدم اطمینان را در مورد فرآیندهای جوی خاص کاهش دهد، اما نمی تواند عدم قطعیت های بسیار بزرگتر در مورد اثرات استقرار در مقیاس کامل را برطرف کند. محققان SRM به طور گسترده ای این محدودیت را می پذیرند: در عوض آزمایش ها برای پاسخ به سؤالات خاصی هستند که می توانند مدل های رایانه ای را بهبود بخشند.

منتقدان به شدت به خود مسیر تحقیق اعتراض دارند. آنها استدلال می کنند که مراحل متوالی تحقیق می تواند حرکت فنی و سازمانی را به سمت آزمایش های بزرگتر و در نهایت استقرار ایجاد کند. بر اساس این دیدگاه، هر آزمایش متوالی می تواند آزمایش بعدی را عادی کند، زیرساخت ها و جوامع علمی ایجاد می کند که به تدریج عقب نشینی را دشوارتر می کند. برخی دیگر فراتر رفته و خواستار ممنوعیت بودجه عمومی، آزمایشات در فضای باز، ثبت اختراعات، برنامه های تحقیقاتی اختصاصی و استقرار هستند.

یک مقاله اخیر استدلال می کند که برخی از مخالفت ها با SRM به تنهایی از طریق شواهد علمی قابل حل نیست. برای بخش‌هایی از جنبش زیست‌محیطی، نگرانی به نوع نظم اجتماعی و سیاسی که ممکن است حفظ شود گسترش می‌یابد: مدیریت فن‌آوری آب و هوا، اتکای مداوم به سیستم‌های اقتصادی موجود و فشار کمتر برای تغییرات ساختاری. در این رابطه، شواهدی مبنی بر اینکه مدیریت عمدی تشعشعات خورشیدی می‌تواند کارساز باشد، ممکن است در واقع مخالفت‌ها را تقویت کند، زیرا آینده را محتمل‌تر می‌سازد. تحقیقات میدانی بیشتر نمی تواند اختلاف نظرهایی را که ریشه در ارزش های رقیب دارند حل کند.

بنابراین ارزیابی SRM شامل سنجیدن خطرات مداخله در برابر خطرات گرمایش مداوم است، از جمله اینکه آیا دولت ها و نهادهای بین المللی می توانند به طور قابل اعتمادی بر مداخله ای نظارت کنند که ممکن است در طول زمان نیاز به تداوم داشته باشد یا خیر. یک تشبیه مفید این است که می‌تواند «مانند یک تورنیکه» عمل کند: مشکل اساسی را درمان نمی‌کند، اما می‌تواند آسیب حاد را تا زمانی که درمان مؤثر باشد کاهش دهد.

از نظر آب و هوا، کاهش سریع انتشار گازهای گلخانه ای و حذف کربن برای مقابله با تغییرات آب و هوایی اساسی است، در حالی که تحقیقات SRM بررسی می کند که آیا خنک سازی موقت می تواند خطر حاد آب و هوا را با افزایش این اقدامات کاهش دهد یا خیر.

این جدایی بین تحقیق و استقرار قبلا در سیاست منعکس شده است. توصیه‌های علمی اروپایی توقف استفاده از SRM را در سراسر اروپا توصیه می‌کند و همزمان خواستار ادامه تحقیقات تحت شرایط سختگیرانه و اخلاقی است. تصمیم کنوانسیون تنوع زیستی به طور مشابه فضایی را برای تحقیقات علمی در مقیاس کوچک که تحت شرایط خاص انجام می شود، باقی می گذارد. مشکل این است که نه تحقیق «مقیاس کوچک» و نه استقرار مرز مشخص و توافق شده ای ندارند. تعاریف واضح تر، بررسی موردی آزمایش های میدانی را ساده تر می کند.

در نهایت، SRM ممکن است هرگز به کار گرفته نشود، و تحقیقات بیشتر ممکن است نشان دهد که نباید باشد. اما تصمیم‌گیری در مورد اینکه آیا آزمایش‌های خاص ارزش انجام دارند یا خیر، باید بر اساس آنچه آن آزمایش‌ها واقعا شامل می‌شوند و آنچه می‌توانند ایجاد کنند، باشد. رد این بحث ها از جانب مردم جایگزین بحث عمومی نیست. بحث عمومی نیازی به توافق ندارد، اما مستلزم آن است که مردم در مورد همان موضوع بحث کنند.

B. H. Redmond Roche و همکاران، آزمایش‌های میدانی تغییر تابش خورشیدی متمایز: مقیاس، ویژگی‌های فنی، و پیامدهای حاکمیت، آینده زمین (2026). DOI: 10.1029/2025ef007303

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →

این مقاله از The Conversation تحت مجوز Creative Commons بازنشر شده است. مقاله اصلی را بخوانید.