Geoengineering med høj indsats har til formål at afbøde forestående klimakatastrofer

Stigende havniveauer, skovbrande sæsoner, der er de værste nogensinde, udtørret afgrødejord - på trods af alle beviser på, at den menneskelige civilisation er ved at tabe sit kyllingespil med klimaet, ingen viger.

Indtil verdens ledere kan blive enige om at slå bremserne på kulstofemissionerne, menneskeheden har brug for nogle beskyttelsesforanstaltninger. Og det presserende behov har fået nogle videnskabsmænd til seriøst at overveje en strategi til forbedring af klimaforandringerne – med vilje at reducere solens indkommende stråling – som måske er blevet afvist som besynderlig i mindre barske tider.

"Denne strategi for styring af solstråling, eller SRM, forsøger ikke at vende klimaændringer, " sagde Mark Borsuk, Duke professor i civil- og miljøteknik. "Det ændrer klimaet yderligere, men på en måde beregnet til at modvirke nogle af de opvarmende effekter af drivhusgasser. Ansvarlige videnskabsmænd ser på det ikke som en permanent løsning, men som en måde at undgå nogle af de værste konsekvenser af global opvarmning, mens samfundet går over til kulstoffri energiløsninger."

Nogle SRM-strategier virker lidt vilde; en idé er at konstruere en kæmpe paraply mellem vores planet og solen for at beskytte os mod en smule af dens varme. En anden idé er at bruge en flåde af fly til kontinuerligt at udlede billige fine sulfatpartikler i stratosfæren. Tanken er, at disse partikler ville reflektere noget af solens lys og afkøle jorden på samme måde, som vulkanudbrud har gjort tidligere.

"Ved kun at reducere indkommende sollys med en meget lille procentdel, du kunne opveje de opvarmende virkninger af drivhusgasser næsten helt, og det er bestemt billigere end at lide under virkningerne af klimaændringer. Der er ringe grund til at tro, at det ikke ville virke, så det er et fristende forslag - en tilsyneladende hurtig løsning, " sagde Borsuk.

Selvfølgelig, som enhver hurtig løsning, sådan en teknologisk indgriben, der påvirker hele planeten, er forbundet med rigelig usikkerhed og risiko - vurderingen af, som tilfældigvis er Borsuks speciale. Mere specifikt, Borsuk er ekspert i matematisk modellering af komplekse beslutningsprocesser, som de vedrører miljøet og menneskelig trivsel.

Forskere har antaget mange potentielle risici forbundet med SRM, Borsuk bemærkede. Solafskærmningens virkninger på afgrødevækst og indflydelse på dyrs adfærd er ukendte. Da de falder ud af atmosfæren, sulfatpartikler kan forsure havene og forværre blegning af koraller og revs død. De varmeabsorberende partikler kan ændre vejrmønstre på uventede måder. Og hvis den konstante infusion af partikler i stratosfæren blev afbrudt af en uforudsete hændelse - en pandemi, sige - jorden kunne meget pludselig varmes op til niveauer før SRM, hvilket kan være katastrofalt.

Der er også geopolitiske risici at overveje. "Det er billigt og nemt nok, at ét land, eller endda en velhavende person eller organisation, der tror, ​​de kan have gavn, kunne gennemføre det selv " sagde Borsuk. "Det lyder måske som plottet i en Bond-film, men en eller anden ond aktør kunne teoretisk set tage kontrol over det globale klima, eller endda en eller anden velmenende organisation, der mener, at den gør det rigtige."

Det er her Borsuks ekspertise i modellering af komplekse beslutninger kommer i spil. Med støtte fra en ny National Science Foundation-bevilling, Borsuk arbejder med et tværfagligt team af kolleger hos Duke, NC stat, University of Wyoming, University of Waterloo og Appalachian State University for at undersøge, hvornår folk kunne vælge at vedtage en individuel "quick fix"-strategi til et problem, der ellers ville kræve langsigtet socialt samarbejde. Holdet designer et eksperimentelt spil, der søger at forstå, hvornår og hvorfor en part i et socialt problem kan prøve at tage individuel kontrol over løsningen i stedet for at samarbejde med andre – eller overhovedet ikke gøre noget.

I den første fase af dette spil, hver spiller har en bunke røde og grønne chips. En forestående katastrofe truer hele gruppens røde chips, men de grønne chips kan bidrages til en fælles pulje for at beskytte en del af alles røde chips. Dette repræsenterer kooperativ drivhusgasreduktion. I en anden fase, spillere har mulighed for at bruge grønne jetoner for udelukkende at beskytte deres egne røde jetoner.

Fangsten er, at alle grønne jetoner brugt ud over en ukendt tærskel vil true andre spilleres røde jetoner. Dette repræsenterer, på en meget forenklet måde, unilateral solar geoengineering. Efterhånden som de efterfølgende runder af spillet skrider frem, spillere skal træffe stadig mere komplekse beslutninger om, hvor meget de skal bruge på deres egen beskyttelse kontra beskyttelsen af ​​gruppen. Den enkelte spillers indflydelse er varieret, og sværvægterne er nogle gange i stand til at tvinge andres hænder, meget som velhavende enheder i den virkelige verden kan.

"Klimaforandringer er et klassisk eksempel på et socialt dilemma, "sagde Borsuk." Intet land ønsker at reducere emissionerne, medmindre alle andre gør det, og hvis alle andre gør det, du kunne derefter høste fordelene uden at handle-noget der kaldes 'free-rider-effekten'. "

Men SRM med reflekterende partikler er så billig og nem at implementere, at nogle aktører kan trække på aftrækkeren, selvom ingen andre støtter handling, hovedsageligt at blive en "gratis driver".

"Så bliver problemet ikke et samarbejde, men snarere kontrol, eller regulering, "sagde Borsuk.

Resultaterne fra holdets eksperimenter kunne helt sikkert uddybe forståelsen af ​​de sociale dimensioner af geoengineering beslutningstagning - en prioritet fremhævet i en nylig rapport fra National Academies. Resultaterne kan også ekstrapoleres til lignende scenarier, hvor problemløsning traditionelt har involveret samarbejde mellem hele samfund, men for hvilke teknologiske løsninger bliver lettere tilgængelige. (Overveje, for eksempel, hvordan vi kan bruge genredigering, snarere end folkesundhedsforanstaltninger, at konfrontere sygdom; overvågningskameraer, snarere end nabovagtprogrammer, for at forhindre indbrud; og smarte våben, snarere end forbedret træning, for at undgå utilsigtede skyderier.)

Til sidst, holdet har til hensigt at invitere spillere, der ved mere om de høje indsatser i det virkelige scenarie – mennesker som klimaforhandlere – når først detaljerne i spillet er udarbejdet og nogle mere specifikke hypoteser er formuleret.

"Vi håber, at vores forskning vil afsløre måder, hvorpå vi kan bevæge os ud over den nuværende tankegang i forhandlingerne om internationale aftaler og belyse veje til samarbejdsløsninger, der gavner alle, " han sagde.