Hvorfor Solar Geoengineering bør være en del af klimakriseløsningen

I årtier, klimaforsker David Keith fra Harvard University har forsøgt at få folk til at tage sin forskning alvorligt. Han er en pioner inden for geoengineering, som har til formål at bekæmpe klimaændringer gennem en række teknologiske løsninger. I årenes løb, ideer har inkluderet sprinkling af jern i havet for at stimulere plankton til at suge mere kulstof fra atmosfæren eller fange kulstof direkte ud af luften.

Keith grundlagde et firma, der udvikler teknologi til at fjerne kulstof fra luften, men hans speciale er solar geoengineering, som indebærer at reflektere sollys væk fra Jorden for at reducere mængden af ​​varme, der bliver fanget i atmosfæren af ​​drivhusgasser. Strategien er ikke bevist, men modellering tyder på, at det vil fungere. Og fordi store vulkanudbrud kan have samme effekt, der er nogle virkelige data til at forankre ideen.

I den nærmeste fremtid, Keith og hans kolleger håber at lancere en af ​​de første tests af konceptet:en ballon i stor højde, der ville injicere lille, reflekterende partikler ind i laget af den øvre atmosfære kendt som stratosfæren. Stedet og tidspunktet for forsøget er stadig ikke fastlagt, men det ville være et baby skridt mod at vise, om kunstige stratosfæriske partikler kunne hjælpe med at afkøle planeten, som udbrud gør naturligt.

Men tanken om at bruge en teknologisk løsning til klimaændringer er kontroversiel. At tale om - endsige undersøge - geoingeniør har længe været betragtet som tabu af frygt for, at det ville dæmpe indsatsen for at bekæmpe klimaforandringer på andre måder, især det kritiske arbejde med at reducere kulstofemissioner. Det efterlod geoengineering i udkanten af ​​klimaforskning. Men folks holdninger kan ændre sig, Siger Keith. Han hævder, at mens geoingeniør i sig selv ikke kan løse problemet med klimaforandringer, det kan hjælpe med at afbøde skaden, hvis den implementeres omhyggeligt sammen med emissionsreduktioner.

I 2000, Keith offentliggjorde en oversigt over geoengineering -forskning i den årlige gennemgang af energi og miljø, hvor han bemærkede, at store klimavurderinger indtil da stort set havde ignoreret det. Tidligere i år, han talte i Seattle om den aktuelle tilstand på området på det årlige møde i American Association for the Advancement of Science. Knowable Magazine talte med Keith om, hvordan den videnskabelige, det teknologiske og geopolitiske landskab har ændret sig i de mellemliggende årtier.

Spørgsmål og svar med klimaforsker David Keith

Denne samtale er blevet redigeret for længde og klarhed.

For tyve år siden kaldte du geoengineering for "dybt kontroversiel." Hvordan har kontroversen ændret sig siden da?

Dengang var det noget, en temmelig lille gruppe mennesker, der tænkte på klima, vidste om - og for det meste var enige om, at de ikke ville tale om. Og det var det. Nu er det meget mere diskuteret. Jeg synes tabuet er reduceret, helt sikkert. Det er bestemt stadig kontroversielt, men min mening er, at der har været et reelt skift. Et stigende antal mennesker, der er inden for klimavidenskab eller i offentlig politik omkring klima eller i miljøgrupper, er nu enige om, at det er noget, vi bør tale om, selvom mange mener, at det aldrig skulle implementeres. Der er endda voksende enighed om, at forskning skal ske. Det føles virkelig anderledes.

Hvorfor var der et tabu mod at tale om geoengineering, og tror du det var gyldigt?

Jeg tror, ​​det er velmenende; folk har ret i at bekymre sig om, at det at tale om geoengineering kan reducere indsatsen for at reducere emissioner. Jeg tror ikke, at denne bekymring om moralsk fare er en gyldig grund til ikke at lave research. Der var mennesker, der argumenterede for, at vi ikke skulle tillade, at AIDS triple-drug-cocktail blev distribueret i Afrika, fordi den ville blive misbrugt, skabe modstand. Andre argumenterede imod implementering af airbags, fordi folk ville køre hurtigere. Der er en lang historie med at argumentere imod alle mulige potentielt risikoreducerende teknologier på grund af potentialet for risikokompensation-muligheden for, at folk vil ændre adfærd ved at påtage sig flere risici. Jeg synes, det er et etisk forvirret argument.

For mig, den mest alvorlige bekymring er, at nogle enheder-som store fossile brændstofvirksomheder, der har en politisk interesse i at blokere emissionsreduktioner-vil forsøge at udnytte potentialet i geoingeniør som et argument mod nedskæringer i emissioner. Denne bekymring har sandsynligvis været den primære årsag til, at nogle store civilsamfundsgrupper ønsker at blokere eller indeholde diskussion af disse ting, så det ikke kommer mere ind i klimadebatten. For mig er bekymringen helt berettiget, men jeg tror, ​​at det rigtige svar er at konfrontere det frontalt frem for at undgå debat. Jeg vil ikke have en verden, hvor beslutninger træffes af eliter, der taler bag lukkede døre.

Er mængden af ​​geoengineering -forskning steget i de sidste to årtier?

Dramatisk, selv i de sidste par år. Da jeg skrev det årlige review -papir i 2000, der var stort set nul organiseret forskning. Der var nogle få forskere, der lejlighedsvis blev interesserede og lagde på som 1 procent af deres tid.

Nu er der små forskningsprogrammer næsten overalt, du har lyst til at nævne. Der er et kinesisk program, der er ret seriøst; der er en australsk, der er bedre finansieret end noget andet i USA; der er flere i Europa.

Hvad har været den største overraskelse i løbet af de sidste 20 år i, hvordan solar geoengineering kan fungere?

Den store overraskelse har været de seneste resultater, herunder to undersøgelser, jeg var involveret i, viser, at virkningerne af et globalt geoingeniørprogram for solenergi ikke ville være så geografisk ulige, som man frygtede. Det, der betyder noget for den virkelige offentlige politik, er, hvem der får det dårligere.

For et papir, der blev offentliggjort sidste år i Nature Climate Change, vi brugte en meget højopløselig computermodel, og vi sammenlignede over hele jordoverfladen, to verdener:en verden, hvor vi har to gange præindustrielle niveauer af kuldioxid og den anden verden, hvor vi har nok geoingeniør til at reducere temperaturændringen med det halve. For hver af de 33 geografiske undersøgelsesområder, der er udpeget af det mellemstatslige panel for klimaændringer, vi forsøgte at se på, om solar geoengineering ville flytte en bestemt klimavariabel tilbage mod præindustrielle niveauer, som vi kalder "modereret, "eller flyt den længere væk fra præindustriel, som vi kalder "forværret".

Vi fokuserede på nogle af de vigtigste klimavariabler:ændringer i ekstrem temperatur, ændring i gennemsnitstemperatur, ændring i vandtilgængelighed og ændring i ekstrem nedbør. Og det, vi fandt, virker næsten for godt til at være sandt:Der var ikke en enkelt variabel i en enkelt region, der blev forværret. Det var en overraskelse.

I et papir, der blev offentliggjort i marts i Environmental Research Letters, vi gjorde den samme analyse med en anden model, og vi fandt ud af, at med geoengineering af solenergi, alt modereres i alle regioner undtagen fire. Men alle fire af dem er tørre områder, der bliver vådere. Så mit gæt er, at mange indbyggere i disse regioner faktisk foretrækker det resultat, fordi folk generelt er mere bekymrede for at blive tørre end vådere.

Nu, hvad modellen viser, er muligvis sandt i den virkelige verden. Men hvis der er en enkelt grund til virkelig at se på disse teknologier og evaluere dem i eksperimenter, det er resultater som dette, der viser, at du kan reducere næsten alle eller mange af de store forstyrrelser af klimaet uden at gøre nogen region væsentligt værre. Det er en hel ting.

Hvordan ville dit planlagte virkelige eksperiment, kendt som Stratospheric Controlled Perturbation Experiment (SCoPEx), arbejde?

SCoPEx er et stratosfærisk ballonforsøg for at sætte aerosoler i stratosfæren og måle deres interaktion i løbet af de første timer og den første kilometer eller deromkring efter frigivelse i en plume. Det involverer en ballon i højder, der skal løfte en gondol, der bærer en pakke med videnskabelige instrumenter til en højde på 20 kilometer. Det frigiver en meget lille mængde materialer som is, calciumcarbonat (i det væsentlige pulveriseret kalksten) eller svovlsyredråber kendt som sulfater. Gondolen vil blive udstyret med propeller, der oprindeligt var lavet til luftbåde, så den kan flyve gennem plum af frigivne materialer for at foretage målinger.

Mængden af ​​frigivet materiale vil være i størrelsesordenen 1 kg, som er alt for lille til at have nogen direkte sundheds- eller miljøpåvirkning, når den først er frigivet. Målet er ikke at ændre klima eller endda se om du kan reflektere sollys. Målet er simpelthen at forbedre vores modeller for måden, hvorpå aerosoler dannes i stratosfæren, især i fjer, hvilket er meget relevant for at forstå, hvordan solar geoengineering ville fungere. Vi håber snart at starte forsøget. Men hvornår og hvor det sker, afhænger af tilgængelighed af balloner og anbefalinger fra et rådgivende udvalg.

Vi ved, at der er sundhedsrisici forbundet med svovlsyreforurening i den lavere atmosfære. Er der potentielle sundhedsrisici ved at injicere sulfat -aerosoler i stratosfæren?

Alt, hvad vi putter i stratosfæren, ender med at komme ned til overfladen, og det er en af ​​de risici, vi skal overveje. Et fuldskala solar geoengineering program kan indebære at injicere omkring 1,5 millioner tons svovl og svovlsyre i stratosfæren om året. Dette kunne gøres ved hjælp af en flåde af fly; omkring 100 fly skulle løbende flyve nyttelast op til omkring 20 kilometers højde. Du ville ikke tage fejl af at tro, at det lyder skørt. Vi ved, at svovlsyreforurening i den lavere atmosfære dræber mange mennesker hvert år, så at sætte svovlsyre i stratosfæren er naturligvis en risiko. Men det er vigtigt at forstå, hvor meget 1,5 millioner tons om året virkelig er.

Udbruddet af Mount Pinatubo i 1991, i Filippinerne, hældte omkring 8 millioner tons svovl på et år ind i stratosfæren. Det afkølede klimaet og havde konsekvenser for alle slags systemer. De nuværende globale svovludledninger er omkring 50 millioner tons om året i den lavere atmosfære, og det dræber flere millioner mennesker hvert år fra fine partikler luftforurening. Så den relative risiko ved solar geoengineering er ret lille, og det skal afvejes mod risikoen for ikke at lave geoengineering af solenergi.

Hvor hurtigt kunne et geoingeniørprogram i fuld skala komme i gang?

Det kan ske meget hurtigt, men alle måder det sker meget hurtigt på er dårlige sager, dybest set hvor et land bare hopper på det meget hurtigt. Det er indlysende, at det bedste ville være, at lande ikke bare begynder at gøre det, men formulerer klare planer og bygger check og saldo og så videre.

Hvis der var meget bredere forskning i løbet af det næste halve årti til årti-hvilket er muligt, fordi holdninger virkelig ændrer sig-så er det sandsynligt, at nogle koalitioner af lande kan begynde at gå i retning af reel implementering med alvor, synlige planer, der kan kritiseres af det videnskabelige samfund fra slutningen af ​​dette årti. Jeg forventer ikke, at det vil ske så hurtigt, men jeg tror det er muligt.

Hvordan passer geoengineering sammen med andre bestræbelser på at bekæmpe klimaændringer som f.eks. At reducere fossile brændstofemissioner og fjerne kulstof fra luften?

Den første, og langt det vigtigste, ting, vi gør ved klimaforandringer, er at frigøre økonomien, der bryder forbindelsen mellem økonomisk aktivitet og kulstofemissioner. Der er ikke noget, jeg kan sige om geoengineering af solenergi, der ændrer det faktum, at vi skal reducere emissionerne. Hvis vi ikke gør det, vi er færdige.

Derefter fjernelse af kulstof, som indebærer at opsamle og lagre kulstof, der allerede er udsendt, kunne bryde forbindelsen mellem emissioner og mængden af ​​kuldioxid i atmosfæren. Storstilet kulstoffjernelse giver virkelig mening, når emissionerne klart er på vej mod nul, og vi kommer mod den sværere del af økonomien at afbøde. Og så er solenergiingeniørarbejde en ting, der delvist og ufuldstændigt kan svækkes, men ikke gå i stykker, koblingen mellem mængden af ​​kuldioxid i atmosfæren og klimaforandringer - ændringer i havets overflade, ændringer i ekstreme hændelser, ændringer i temperatur, etc.

Så hvis du ser på kurven for samlede drivhusgasser i atmosfæren, du kan tænke på emissionsreduktioner som en udfladning af kurven. Carbon fjernelse tager dig ned på den anden side af kurven. Og så kan solar geoengineering afskære kurvens top, hvilket ville reducere risikoen for den kuldioxid, der allerede er i luften.

Nogle mennesker mener, at vi kun skal bruge det som et kort, der skal ud af fængslet i en nødsituation. Nogle mennesker synes, vi skal bruge det til hurtigt at forsøge at komme tilbage til et præindustrielt klima. Jeg argumenterer for, at vi bruger solar geoengineering til at skære toppen af ​​kurven ved gradvist at starte den og gradvist afslutte den.

Føler du dig optimistisk omkring chancerne for, at solenergiingeniørarbejde vil ske og kan gøre en forskel i klimakrisen?

Jeg er ikke så optimistisk lige nu, fordi vi ser ud til at være så meget længere væk fra et internationalt miljø, der vil tillade fornuftig politik. Og det er ikke kun i USA Det er en hel flok europæiske lande med flere populistiske regimer. Det er Brasilien. Det er det mere autoritære Indien og Kina. Det er en mere nationalistisk verden, ret? Det er lidt svært at se en global, koordineret indsats på kort sigt. Men jeg håber, at disse ting vil ændre sig.

Denne historie dukkede oprindeligt op i Kendeligt blad og genudgives her som en del af Dækker klima nu , et globalt journalistisk samarbejde, der styrker dækningen af ​​klimahistorien.