Hvordan den atmosfæriske solskærm kunne fungere

Lige siden rapporter om global opvarmning har nævnt mennesker som den sandsynlige årsag til stigende temperaturer rundt om i verden, debatten om, hvor meget vi er involveret, er næppe ophørt. Produktion af kulstofemissioner, udsendes efter forbrænding af fossile brændstoffer, er sandsynligvis derfor, at flere drivhusgasser (som kuldioxid og metan) er blevet fanget i Jordens atmosfære. Denne effekt er som et tveægget sværd, fordi mens kuldioxid og metan tillader sollys at komme ind i atmosfæren, de holder også det fra at hoppe ud, stigende temperaturer lidt over hele kloden.

Nogle forskere advarer også om problemerne forbundet med global opvarmning og de sandsynlige konsekvenser, hvis der ikke gøres noget ved det. De potentielle farer ved global opvarmning spænder fra det ubehagelige til det katastrofale - ifølge rapporter, en stigning i antallet af nyresten er allerede i gang takket være højere temperaturer, der henviser til, at stigende havniveau, oversvømmelser og hungersnød repræsenterer den apokalyptiske version.

Mange er enige om, at udviklingen af ​​vedvarende energi er den mest betydningsfulde løsning til bekæmpelse af den globale opvarmning. Selvom det kan være lang tid, i øjeblikket, forskere, teoretikere og eksperimenter tænker på midlertidige rettelser, der kan hjælpe Jorden i nødstilfælde. Hvis temperaturen begynder at stige drastisk, sammen med sygdomsforekomster, hungersnød og konflikt, noget skal muligvis gøres - og hurtigt.

Nogle af de ideer, der bliver kastet rundt, er blevet inspireret af et sted, folk ofte søger, når vi er udenfor, og det er for varmt - skyggen. Et træ, en paraply, et overhæng på en bygning eller andet, der kan blokere solens stråler fra at skinne direkte på os (og beskadige vores hud) har vist sig at være en enkel, men effektiv måde at køle ned på.

Så dette har fået nogle forskere til at spekulere på:Hvordan ville det være at blokere solens stråler i en meget større skala? Kunne vi faktisk skygge Jorden på en eller anden måde til lavere temperaturer? Et par eksperter har tilbudt en potentiel løsning - den atmosfæriske solskærm. Men er det bare science fiction, eller kan det faktisk fungere?

Cool It Down:Aerosol Injection

Ideen om en atmosfærisk solskærm er ikke ligefrem ny. Forskere har foreslået en række forskellige måder at skygge jorden for at afkøle den gennem årene. De har spænder fra det potentielt sandsynlige til det teknisk monstrøse og utroligt dyre. I 1989, for eksempel, James Early på Lawrence Livermore National Laboratory i Californien foreslog at bygge en massiv 1, 242,7 kilometer (2, 000 kilometer) glasskærm i diameter, der svæver langs L-1, den bane, der flugter med solen.

Andre designs har været mere lette. Et populært forslag har været spredning af aerosoler i atmosfæren. For nogle kan det lyde som en farlig ting at gøre, især når du tænker på aerosoldåser og deres forbindelse til luftforurening. Men betyder det, at vi alle skulle pege dåser med hårspray ind i himlen og sprøjte væk? Ikke nøjagtigt.

Sammen med hovedgasserne nitrogen og ilt, atmosfæren har en samling af både faste og flydende partikler kaldet aerosoler, eller partikler. Disse små stykker stof er små i størrelse, mellem 0,01 og 10 mikrometer i diameter, og de flyder løbende rundt i atmosfæren. Større aerosoler er simpelthen havsalt, støv og andre stumper, der blæser opad af vinden - de skylles tilbage til jordens overflade, når det regner eller sner. Mindre aerosoler, på den anden side, omfatter kulstofpartikler, som kommer derop, når vi forbrænder fossile brændstoffer og, fordi de fanger og absorberer lys, de spiller en rolle i den globale opvarmning.

Imidlertid, visse aerosoler har en evne til at sprede lys i stedet for at absorbere det. Regelmæssige luftmolekyler kan ikke ændre retningen af ​​strålingsstråler fra solen, fordi de er for små, men større aerosolpartikler, når de absorberer vand, øges i størrelse og blokerer lys fra solen for at komme ind i atmosfæren.

Dette skaber en kølende effekt, og Jorden har faktisk oplevet en kølende effekt som denne før. I 1991, da Mount Pinatubo brød ud i Filippinerne, nok aerosoler blev frigivet i luften til at forårsage et mærkbart fald i de gennemsnitlige globale overfladetemperaturer i et stykke tid.

Men er der andre alternativer til at sprøjte atmosfæren med aerosoler? Og er en atmosfærisk solskærm en god idé i sidste ende?

Letvægts flyers og bivirkninger

Aerosoler er ikke den eneste mulige teori for en atmosfærisk solskygge. Den seneste metode til at give jorden lidt hvile fra solens stråler, foreslået af Roger Angel ved University of Arizona, involverer at sende billioner letvægts, gennemsigtige diske ud i rummet, hvor de kunne blokere noget indgående stråling.

Skiverne ville fungere som små rumskibe, der svæver omkring en million miles (1, 609, 344 kilometer) over Jordens atmosfære i en stor sky. Den lange række diske ville have en diameter på omkring halvdelen af ​​Jordens (hvilket er omkring 7, 900 miles, eller 12, 700 kilometer) og være 10 gange længere. Angel designet de lette flyers til at være lavet af en gennemsigtig film, måle cirka 60 cm i diameter og dækket med små huller.

Slutresultatet ville være, at skiverne kunne lede så meget som 10 procent af solens lys, der passerer gennem skyen væk fra Jorden. Dette kan reducere sollyset med 2 procent over overfladen af ​​hele planeten, køler tingene markant ned. Skivernes lettere vægt giver en fordel i forhold til den tidligere nævnte glasafskærmningsteori, fordi det ikke ville kræve lige så meget indsats at få dem uden for Jordens atmosfære. Faktisk, vandkraft kunne bruges til at drive elektromagnetiske løfteraketter, som Angel foreslår at skyde hvert femte minut i en periode på 10 år for at sende et acceptabelt antal flyers. Prisen på projektet er alt andet end lille - solskærmens flyers kan koste flere billioner dollars, eller omkring 100 milliarder dollars hvert år, men Angel mener, at fordelene ved hans solskærmssystem vil vare i omkring 50 år.

Selvom forskere i årtier har spekuleret i, hvordan en atmosfærisk solskygge kunne fungere, mange skeptikere har påpeget, at ordningen slet ikke vil fungere, eller i det mindste at den ikke hjælper andre aspekter af elproduktion. Den uheldige bivirkning ved at skygge for Jorden er den utilsigtede reduktion af maksimal solproduktivitet. En stemningsfuld solskærm, om det indebærer spredning af partikler i luften eller udsendelse af millioner af tynde flyvende skiver, kunne aflede så meget som 20 procent af solenergi fra kraftproducerende anlæg.

Hvis du gerne vil vide mere om den atmosfæriske solskærm eller andre relaterede emner, følg linkene på den næste side.

Masser mere information

Relaterede HowStuffWorks -artikler

• Sådan fungerer vandløse toiletter
• Sådan fungerer solfly
• Sådan fungerer forgasning
• Sådan fungerer jordlamper

Kilder

• COSMOS Magazine. "Solskærm i rummet for at afkøle planeten." 6. november kl. 2006. (6. juli, 2009) http://www.cosmosmagazine.com/node/826
• Eurekalert.com. "Rumskærm kan muligvis udføres i nødstilfælde af global opvarmning." 3. november kl. 2006. (6. juli, 2009) http://www.eurekalert.org/pub_releases/2006-11/uoa-ssm110306.php
• National Oceanic and Atmospheric Administration. "Atmosfærisk 'solskærm' kan reducere solenergiproduktion." 11. marts, 2009. (6. juli, 2009) http://www.noaanews.noaa.gov/stories2009/20090311_sunshade.html
• Rosenthal, Elisabeth og Revkin, Andrew C. "Science Panel kalder global opvarmning 'utvetydig'." The New York Times. 3. februar kl. 2007. (6. juli, 2009) http://www.nytimes.com/2007/02/03/science/earth/03climate.html
• Den beboelige planet. "Enhed 11 - atmosfærisk forurening." (6. juli kl. 2009) http://www.learner.org/courses/envsci/unit/text.php?unit=11&secNum=5