Atmosfærisk geoengineering i nødstilfælde ville ikke redde havene

Klimaændringer opvarmer havene, ændrer strømme og cirkulationsmønstre, der er ansvarlige for at regulere klimaet på globalt plan. Hvis temperaturen faldt, kunne noget af den skade teoretisk set fortrydes.

Men at anvende "nød" atmosfærisk geoengineering senere i dette århundrede i lyset af vedvarende høje kulstofemissioner ville ikke være i stand til at vende ændringer i havstrømmene, viser en ny undersøgelse. Dette ville kritisk indskrænke interventionens potentielle effektivitet på menneskerelevante tidsskalaer.

Havene, især de dybe oceaner, absorberer og taber varme langsommere end atmosfæren, så et indgreb, der afkøler luften, ville ikke være i stand til at afkøle det dybe hav på samme tidsskala, fandt forfatterne.

Stratosfærisk aerosolinjektion er et almindeligt diskuteret geoingeniørkoncept baseret på ideen om, at tilføjelse af partikler til stratosfæren kan hjælpe med at afkøle planetens overflade ved at reflektere sollys tilbage i rummet.

Dette kan hjælpe med at stabilisere planeten, hvis opvarmningen overstiger 1,5 grader Celsius (2,7 grader Fahrenheit) loftet fastsat af Paris-klimaaftalen, som planeten er på vej til at overstige under de nuværende emissionsrater. (Globale temperaturer oversteg denne tærskel i flere måneder i 2023 på grund af en kombination af faktorer ud over klimaændringer, såsom El Niño.)

Men om injektionerne ville virke er stadig meget omdiskuteret.

Tidligere forskning antyder, at en konstant strøm af aerosolindsprøjtninger ville hjælpe med at afkøle planetens overflade. Men det nye studie tyder på, at selvom en brat aerosolinjektion senere i dette århundrede kunne give en vis afkøling af havet, ville det ikke være nok til at skubbe til "stædige" havmønstre såsom Atlanterhavets meridionale væltende cirkulation, som nogle undersøgelser finder allerede er ved at svækkes.

I så fald ville allerede eksisterende problemer som følge af et opvarmet dybt hav, såsom ændrede vejrmønstre, regional havniveaustigning og svækkede strømme, forblive på plads, selvom atmosfæren og overfladehavet afkøledes.

"Det store billede er, at vi tror på, at vi kan kontrollere Jordens overfladetemperatur, men andre komponenter i klimasystemet vil ikke være så hurtige til at reagere," siger Daniel Pflüger, en fysisk oceanograf ved Utrecht Universitet, der ledede undersøgelsen. "Vi er nødt til at nedbringe emissionerne så hurtigt som muligt. Vi taler kun om geoengineering, fordi den politiske vilje til emissionsreduktion mangler."

Undersøgelsen blev offentliggjort i Geophysical Research Letters , AGU's tidsskrift for højtydende rapporter i kort format med umiddelbare implikationer, der spænder over alle jord- og rumvidenskaber.

Varm planet, vilde gynger

Forskere ved, at planetens overflade kan køle af, når store mængder partikler tilføres atmosfæren på grund af begivenheder som vulkanudbrud, som naturligt udsender gasser og fine partikler. For eksempel lancerede et udbrud ved Tambora-bjerget i Indonesien i 1815 så meget materiale i luften, at det afkølede planeten året efter.

Aerosolinjektion er baseret på et lignende princip, hvorved atmosfæren gøres mere reflekterende for at sende indkommende solstråling tilbage til rummet og afkøle planeten.

På grund af dette ønskede Pflüger at teste, hvordan atmosfæren, det lavvandede hav og det dybe hav ville reagere på en konstant strøm af aerosol-injektioner over årtier i modsætning til en stor, brat injektion, der begyndte senere i århundredet. Ville en sådan nødforanstaltning være i stand til at vende havændringer?

Pflüger og hans kolleger simulerede to scenarier for aerosolinjektion, begge med høje kulstofemissioner. I det ene scenarie begyndte folk langsomt at tilføje partikler til atmosfæren i 2020. I det andet, begyndende i 2080, injicerer folk en stor initial mængde aerosoler for at bringe mængden af ​​opvarmning tilbage til 1,5 grader Celsius og fortsætter derefter med at tilføje nok aerosoler til opretholde dette niveau af køling.

Holdet fandt ud af, at i 2020-scenariet opretholder gradvise stratosfæriske aerosolinjektioner havets temperaturer, struktur og cirkulationsmønstre nogenlunde svarende til i dag.

I 2080-scenariet afkølede den pludselige aerosol-injektion jordens overflade, inklusive de øverste 100 meter (330 fod) af havet, til 1,5 grader Celsius over det præindustrielle gennemsnit på omkring 10 år. De dybe oceaner forblev dog varmere end gennemsnittet, og kritiske havcirkulationsmønstre forblev ændrede. Interventionen var ikke helt vellykket.

Undersøgelsen viser, at aerosol-injektion "kan være i stand til at bremse eller forhindre klimaændringer i at ske i første omgang," sagde Daniele Visioni, en klimaforsker ved Cornell University, som ikke var involveret i forskningen. Men aerosolinjektion "kan ikke på magisk vis genoprette tingene."

"Vi kan ikke sparke dåsen ned ad vejen for evigt," sagde han.

De ekstreme klimasituationer, der er modelleret her, er hverken ønskværdige eller sandsynlige, sagde Pflüger. Men de giver en god baseline for at forstå, hvordan jordsystemer reagerer på aerosolinjektioner. I sidste ende kan geoengineering være nyttig - men det kan ikke være hele løsningen, sagde han.

At stole på geoengineering er "på en måde galskab," sagde Pflüger. "Men situationen er allerede ret gal."

Forskningen er publiceret i tidsskriftet Geophysical Research Letters .

Flere oplysninger: Daniel Pflüger et al., Flawed Emergency Intervention:Slow Ocean Response to Abrupt Stratospheric Aerosol Injection, Geophysical Research Letters (2024). DOI:10.1029/2023GL106132

Journaloplysninger: Geofysiske forskningsbreve

Leveret af American Geophysical Union