Solar geoengineering kan være effektiv til at lindre virkningerne af global opvarmning på afgrøder

Solar geoengineering - at sætte aerosoler ind i atmosfæren for at reflektere sollys og reducere den globale opvarmning - er ikke en løsning på klimaændringer, men det kan være et af flere værktøjer til at håndtere klimarisici. En voksende mængde forskning har udforsket solar geoengineering's evne til at reducere fysiske klimaændringer. Men meget mindre er kendt om, hvordan solar geoengineering kan påvirke økosystemet og, især, landbrug.

Nu, forskning fra Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences (SEAS) finder, at solar geoengineering kan være overraskende effektiv til at lindre nogle af de værste konsekvenser af global opvarmning på afgrøder.

Forskningen, et samarbejde med Norsk Forskningscenter og Bjerknes Center for Klimaforskning, det norske universitet for naturvidenskab og teknologi, Nationalt Center for Atmosfærisk Forskning i Boulder, Seoul National University og det kinesiske videnskabsakademi, er udgivet i Natur mad .

"Forskning i solar geoengineering skal tage fat på, hvorvidt den er effektiv til at reducere menneskelige påvirkninger af klimaændringer, " sagde David Keith, professor i anvendt fysik ved SEAS og professor i offentlig politik ved Harvard Kennedy School. "Vores papir hjælper med at udfylde dette hul ved at bruge den bedste afgrødemodel, der endnu er indlejret i en klimamodel til at undersøge den potentielle indvirkning af solenergi-geoengineering på landbrugets udbytte."

Holdet så på tre typer af solar geoengineering - stratosfærisk aerosolinjektion, marine himmel lyser op, og udtynding af cirrusskyer – og deres indvirkning på det globale udbytte af majs, sukkerrør, hvede, ris, soja og bomuld i en business-as-usual fremtid, hvor emissionerne fortsætter på deres nuværende niveau.

I sådan en fremtid, den mest effektive måde at beskytte afgrøder mod de værste virkninger af globale klimaændringer er at reducere overfladetemperaturen. Forskerne fandt ud af, at alle tre potentielle sol-geoengineeringsmetoder har en stærk køleeffekt, som ville gavne afgrødeudbyttet.

Tidligere forskning antydede, at afkølingstemperaturer forårsaget af stratosfærisk aerosolinjektion også kan føre til mindre nedbør, hvilket kan resultere i udbyttetab for regnfodrede afgrøder. Men disse undersøgelser så ikke på en af ​​de vigtigste økologiske faktorer i afgrødetranspiration og produktivitet - fugtighed.

"Relativ fugtighed eller damptryksunderskud har stærkere kontrol over plantevandsforbrug og afgrødeproduktivitet end nedbør, " sagde Yuanchao Fan, en Fellow i Harvard Solar Geoengineering Research Program og førsteforfatter af papiret. "Vi fandt ud af, at i en køligere verden under flere scenarier, bortset fra, at cirrusskyen bliver tyndere, der vil være højere relativ luftfugtighed, hvilket vil lindre vandstress for regnfodrede afgrøder. Vores model viser, at ændringen i nedbør som følge af alle tre solar geoengineering metoder ville, faktisk, har meget lille effekt på afgrøder."

Forskerne sammenlignede, hvordan landbrugets produktivitet påvirkes af solenergi-geoteknik og emissionsreduktioner. Forskerne fandt ud af, at mens emissionsreduktioner har stærke afkølings- og fugtfordele, de kan have en mindre fordel for afgrødeudbyttet end solar geoengineering, fordi reduktionen af ​​CO ₂ gødskning reducerer produktiviteten af ​​de fleste afgrøder sammenlignet med solar geoengineering, der opnår samme temperaturreduktion. Resultaterne fremhæver behovet for at kombinere emissionsreduktioner med andre værktøjer, herunder øget brug af kvælstofgødskning og ændringer i arealanvendelsen.

"Klimarisici kan ikke løses med et enkelt værktøj; selv hvis emissionerne blev elimineret i morgen, vil verdens mest sårbare stadig lide under klimaændringer, " sagde Keith. "Politimagere er nødt til at overveje, hvordan emissionsreduktioner kan suppleres med specifikke lokale tilpasninger for at hjælpe landmænd med at reducere klimaets indvirkning på landbruget, og ved globale handlinger såsom kulstoffjernelse og solar geoengineering."