Geoinżynieria Arktyki
Temperatury w regionie arktycznym mają tendencję do szybszego wzrostu niż średnia światowa. Prognozy lodu morskiego , które są dostosowane w celu uwzględnienia niedawnego szybkiego kurczenia się Arktyki, sugerują, że Arktyka prawdopodobnie będzie wolna od letniego lodu morskiego gdzieś między 2059 a 2078 r. Zasugerowano różne programy inżynierii klimatycznej , aby zmniejszyć ryzyko znaczących i nieodwracalnych skutków takie jak uwalnianie metanu z Arktyki .
Przedstawiono kilka propozycji inżynierii klimatycznej, które są specyficzne dla Arktyki. Zwykle mają one hydrologiczny i koncentrują się głównie na środkach zapobiegających utracie lodu w Arktyce .
Ponadto zaproponowano inne techniki inżynierii klimatycznej zarządzania promieniowaniem słonecznym , takie jak aerozole siarczanowe w stratosferze . Ochłodziłyby one Arktykę, dostosowując albedo atmosfery.
Tło
Region Arktyki odgrywa ważną rolę w regulacji klimatu Ziemi. Warunki w Arktyce mogą sugerować istnienie punktów krytycznych , w tym sprzężenia zwrotnego lodu-albedo z topnienia arktycznego lodu morskiego i arktycznego uwalniania metanu z topnienia wiecznej zmarzliny i klatratu metanu . Szybkość przyszłego wycofywania się arktycznego lodu morskiego jest kontrowersyjna. W czwartym raporcie oceniającym IPCC z 2007 r. stwierdza się, że „według niektórych prognoz lód morski w Arktyce późnym latem znika prawie całkowicie do drugiej połowy XXI wieku”. Jednak od tego czasu lód uległ nieoczekiwanemu znacznemu cofnięciu, osiągając rekordowo niski obszar latem 2007 r., zanim nieco się poprawił w 2008 r.
Proces punktu krytycznego może potencjalnie rozpocząć się wraz z ociepleniem regionu arktycznego, jeśli pojawi się pozytywne sprzężenie zwrotne z wystarczającym wzmocnieniem. Tim Lenton sugeruje, że cofanie się lodu morskiego jest takim procesem, a przechylanie mogło już się rozpocząć. Zaproponowano inżynierię klimatyczną w celu zapobiegania lub odwracania zdarzeń punktu krytycznego w Arktyce, w szczególności w celu powstrzymania cofania się lodu morskiego.
Zapobieganie takiej utracie lodu jest ważne dla kontroli klimatu, ponieważ lód arktyczny reguluje globalne temperatury dzięki swojemu albedo , a także poprzez ograniczanie emisji metanu z wiecznej zmarzliny w pobliżu linii brzegowej w regionie arktycznym. [ niewiarygodne źródło? ] Ponadto lód morski odgrywa szerszą regionalną rolę klimatyczną, ponieważ utrzymuje wieczną zmarzlinę w całym regionie poprzez swoją zdolność do izolowania zimnych zimowych wiatrów od ciepłego morza.
Budowanie grubszego lodu morskiego
Zaproponowano aktywne wzmacnianie polarnej czapy lodowej poprzez spryskiwanie lub pompowanie wody na jej szczyt, co spowodowałoby zbudowanie grubszego lodu morskiego. Ponieważ lód jest izolatorem, woda na powierzchni lodu ma tendencję do zamarzania szybciej niż zawartość pod nim.
Zaproponowano zagęszczanie lodu przez rozpylanie wody morskiej na istniejący lód. Lód morski jest skutecznym izolatorem termicznym , dlatego zamarzanie odbywa się znacznie szybciej na górnej powierzchni lądolodu niż na dole. Grubszy lód morski jest bardziej stabilny strukturalnie i jest bardziej odporny na topnienie ze względu na zwiększoną masę. Dodatkową zaletą tej metody jest to, że zwiększona zawartość soli w topniejącym lodzie będzie miała tendencję do wzmacniania prądów opadających, gdy lód ponownie się topi.
Część lodu w morzu to zamarznięta woda morska. Inne rodzaje lodu pochodzą z lodowców, które pochodzą z ubitego śniegu, a zatem są lodem słodkowodnym.
Jeśli lód ze słonej wody utworzy się na wierzchu lodu ze słodkiej wody i topi się, spowoduje to szybką perforację dolnych warstw pokrywy lodowej, ponieważ lód topi się wolniej w wodzie słonej niż w wodzie słodkiej. [ potrzebne pełne cytowanie ] Niektórzy spekulowali, że woda rzeczna mogłaby zostać wykorzystana do zagęszczenia lodu słodkowodnego, jeśli problem ten zostanie uznany za ważny.
Aerozole siarczanowe w stratosferze
Caldeira i Wood przeanalizowali wpływ inżynierii klimatycznej w Arktyce przy użyciu aerozoli siarczanowych w stratosferze . Ta technika nie jest specyficzna dla regionu arktycznego. Odkrył, że na dużych szerokościach geograficznych światło słoneczne jest mniej odbijane na jednostkę zmiany albedo, ale sprzężenia zwrotne systemu klimatycznego działają tam silniej. Te dwa efekty w dużej mierze znoszą się nawzajem, przez co globalna reakcja średniej temperatury na jednostkę zmiany albedo na szczycie atmosfery jest stosunkowo niewrażliwa na szerokość geograficzną.
Wpływ na temperaturę i zasolenie oceanów
Sugerowano, że lokalny wpływ na zasolenie i temperaturę Oceanu Arktycznego poprzez zmianę proporcji wód Pacyfiku i rzecznych wpływających przez Cieśninę Beringa może odegrać kluczową rolę w zachowaniu arktycznego lodu morskiego. Celem byłoby stworzenie względnego wzrostu dopływu słodkiej wody z rzeki Jukon , przy jednoczesnym zablokowaniu (części) ciepłych i bardziej słonych wód z Oceanu Spokojnego. Proponowane geoinżynieryjne obejmują zaporę łączącą Wyspę Świętego Wawrzyńca i próg pod wąską częścią cieśniny.
Dalsza lektura
- Steffen, Will; Sanderson, A.; Jager, Jill; i in. (wrzesień 2005). Globalna zmiana i system Ziemi: planeta pod presją . Skoczek. P. 150. ISBN 978-3-540-26594-8 .