Arktické geoinženýrství - Arctic geoengineering

Pokrytí arktickým mořským ledem od roku 2007 ve srovnání s rokem 2005 a také ve srovnání s průměrem 1979–2000

Teploty v Arktický region mají tendenci růst rychleji než celosvětový průměr. Projekce mořský led ztráty, které jsou upraveny s ohledem na nedávný rychlý vývoj Arktické smrštění naznačují, že Arktida bude pravděpodobně bez letního mořského ledu někdy mezi lety 2059 a 2078.[1] Rozličný klimatické inženýrství systémy byly navrženy ke snížení pravděpodobnosti významných a nevratných účinků, jako je Uvolňování arktického metanu.

Bylo předloženo několik návrhů v oblasti klimatu, které jsou specifické pro Arktidu. Obvykle jsou hydrologické v přírodě a hlavně se soustředit na preventivní opatření Ztráta arktického ledu.

Kromě toho další řízení slunečního záření techniky klimatického inženýrství, jako např stratosférické aerosoly síranu[2] byly navrženy. Ty by ochladily Arktidu úpravou albedo atmosféry.

Pozadí

Arktická oblast hraje důležitou roli při regulaci klimatu Země. Podmínky v Arktidě mohou naznačovat existenci body zvratu, počítaje v to zpětná vazba led-albedo z tání Arktidy mořský led[3] a Uvolňování arktického metanu od tání permafrost a metanový klatrát.[4] Rychlost budoucího ústupu arktického mořského ledu je sporná. The Čtvrtá hodnotící zpráva IPCC z roku 2007 uvádí, že „v některých projekcích arktický mořský led v pozdním létě mizí téměř úplně do druhé poloviny 21. století“. Led však od té doby prošel nečekaně významným ústupem a v létě 2007 dosáhl rekordně nízké oblasti, než se v roce 2008 trochu zotavil.

Proces oteplování by mohl potenciálně začít, jakmile se arktická oblast zahřeje, pokud existuje Pozitivní zpětná vazba s dostatečným ziskem. Tim Lenton navrhuje, aby ústup mořský led je takový proces a vyklápění již mohlo začít.[5] Bylo navrženo klimatické inženýrství pro prevenci nebo zvrácení událostí bodu zvratu v Arktidě, zejména pro zastavení ústupu mořského ledu.

Prevence takové ztráty ledu je důležitá pro regulaci klimatu, protože arktický led reguluje díky ní globální teploty albedo, a také omezením emise metanu z permafrostu poblíž pobřeží v arktické oblasti.[6][7][nespolehlivý zdroj? ] Mořský led má navíc širší regionální klimatickou roli a působí na udržení permafrostu obecněji v této oblasti izolací chladných zimních větrů od teplého moře.[8]

Budování silnějšího mořského ledu

Bylo navrženo aktivně zvýšit polární ledovou čepičku rozprašováním nebo čerpáním vody na její vrchol, který by vytvářel silnější mořský led.[9] Jelikož je led izolant, má voda na povrchu ledu tendenci mrznout rychleji než níže.

Bylo navrženo zahušťování ledu rozprašováním mořské vody na stávající led.[10][11] Mořský led je účinný tepelný izolátor, a tedy zmrazení probíhá mnohem rychleji na horním povrchu ledového štítu než na dně. Silnější mořský led je strukturálně stabilnější a je díky své zvýšené hmotnosti odolnější vůči tání. Další výhodou této metody je, že zvýšený obsah solí v tajícím ledu bude mít tendenci posilovat proudy dolů, když se led znovu roztaje.[12]

Nějaký led v moři je zmrzlá mořská voda. Další led pochází z ledovců, které pocházejí ze stlačeného sněhu, a je tedy sladkým vodním ledem.

Pokud se slaný vodní led připravuje na ledu se sladkou vodou, pokud se roztaje, může rychle perforovat spodní vrstvy ledového štítu.[úplná citace nutná ] (Slaná voda se taví při nižší teplotě než sladká voda.) Někteří spekulují, že říční voda by mohla být použita k zahuštění ledové vody, pokud je tento problém považován za důležitý.

Stratosférické síranové aerosoly

Caldeira a Dřevo analyzoval účinek klimatického inženýrství v Arktidě pomocí stratosférické aerosoly síranů.[13] Tato technika není specifická pro arktickou oblast. Našel to Ve vysokých zeměpisných šířkách dochází k menšímu odrazu slunečního světla na jednotku změny albeda, ale zpětné vazby klimatického systému tam fungují mnohem účinněji. Tyto dva efekty se do značné míry navzájem ruší, takže globální průměrná teplotní odezva na jednotku albeda v atmosféře se mění relativně necitlivě vůči zeměpisné šířce.[13]

Ovlivňování teploty a slanosti oceánu

Bylo to navrženo[14] že lokálně ovlivňuje slanost a teplotu Severního ledového oceánu změnou poměru tichomořských a fluviálních vod vstupujících přes Beringova úžina může hrát klíčovou roli při zachování mořského ledu v Arktidě. Účelem by bylo vytvořit relativní nárůst přítoku čerstvé vody z Řeka Yukon, zatímco blokuje (část) teplých a slanějších vod z Tichého oceánu. Navrhované možnosti geoinženýrství zahrnují přehradu[15] spojovací Ostrov svatého Vavřince a práh pod úzkou částí úžiny.

Reference

  1. ^ Boé, Julien; Hall, Alex; Qu, Xin (15. března 2009). „Předpokládá se, že v září 2100 zmizí mořská ledová pokrývka v Severním ledovém oceánu“. Nature Geoscience. Springer Nature. 2 (5): 341–343. Bibcode:2009NatGe ... 2..341B. doi:10.1038 / ngeo467. ISSN  1752-0894.
  2. ^ Crutzen, Paul J. (25. července 2006). „Vylepšení Albedo pomocí injekcí stratosférické síry: příspěvek k vyřešení politického dilema?“. Klimatické změny. Springer Nature. 77 (3–4): 211–220. Bibcode:2006ClCh ... 77..211C. doi:10.1007 / s10584-006-9101-r. ISSN  0165-0009.
  3. ^ Winton, Michael (13. prosince 2006). „Má arktický mořský led bod zlomu?“. Dopisy o geofyzikálním výzkumu. Americká geofyzikální unie (AGU). 33 (23): L23504. Bibcode:2006GeoRL..3323504W. doi:10.1029 / 2006gl028017. ISSN  0094-8276.
  4. ^ Archer, D .; Buffett, B .; Brovkin, V. (18. listopadu 2008). „Oceánský metan hydratuje jako pomalý bod zlomu v globálním uhlíkovém cyklu“. Sborník Národní akademie věd. 106 (49): 20596–20601. Bibcode:2009PNAS..10620596A. doi:10.1073 / pnas.0800885105. ISSN  0027-8424. PMC  2584575. PMID  19017807.
  5. ^ Lenton, T. M .; Held, H .; Kriegler, E .; Hall, J. W .; Lucht, W .; Rahmstorf, S .; Schellnhuber, H. J. (7. února 2008). „Sklápěcí prvky v klimatickém systému Země“. Sborník Národní akademie věd. 105 (6): 1786–1793. Bibcode:2008PNAS..105.1786L. doi:10.1073 / pnas.0705414105. ISSN  0027-8424. PMC  2538841. PMID  18258748.
  6. ^ Connor, Steve (23. září 2008). „Exkluzivní: Metanová časovaná bomba - Změna podnebí, Životní prostředí - Nezávislá“. Arktičtí vědci objevují novou hrozbu globálního oteplování, protože tající permafrost uvolňuje miliony tun plynu 20krát škodlivější než oxid uhličitý. independent.co.uk. Archivováno z původního dne 19. prosince 2008. Citováno 2. ledna 2009.
  7. ^ „Metan z tajícího sibiřského permafrostu“. Tání emisí methanu permafrostu: Další hrozba pro změnu klimatu. Důvěra TerraNature. 15. září 2006. Archivováno z původního dne 11. ledna 2009. Citováno 2. ledna 2009.
  8. ^ ACIA (2005). Posouzení dopadů na arktické klima - vědecká zpráva. Cambridge University Press. 216–217. ISBN  978-0-521-86509-8.
  9. ^ Watts, Robert G. (1997). „Kryosférické procesy“. Technická reakce na globální změnu klimatu: Plánování agendy výzkumu a vývoje. CRC Press. p. 419. ISBN  978-1-56670-234-8.
  10. ^ Rena Marie Pacella (29. června 2007). „Metody lepicí pásky k záchraně Země: Arctic Arctic“. Populární věda. Citováno 4. března 2009.
  11. ^ „Tým ASU navrhuje obnovení arktického ledu pomocí 10 milionů větrných mlýnů“. Arizonská státní univerzita. 22. prosince 2016.
  12. ^ S. Zhou; P. C. Flynn (2005). „Geoengineering Downwelling Ocean Currents: A Cost Assessment“. Klimatické změny. 71 (1–2): 203–220. doi:10.1007 / s10584-005-5933-0.
  13. ^ A b Caldeira, K .; Wood, L. (13. listopadu 2008). „Globální a arktické klimatické inženýrství: studie numerických modelů“. Filozofické transakce Královské společnosti A: Matematické, fyzikální a technické vědy. Královská společnost. 366 (1882): 4039–4056. Bibcode:2008RSPTA.366.4039C. doi:10.1098 / rsta.2008.0132. ISSN  1364-503X. PMID  18757275.
  14. ^ Schuttenhelm, Rolf (2008). „Diomedova křižovatka - záchrana severního pólu? Myšlenky na věrohodnost“. Archivovány od originál dne 25. července 2011.
  15. ^ „Mohla by mohutná přehrada mezi Aljaškou a Ruskem zachránit Arktidu?“. HuffPost. 27. listopadu 2010. Citováno 10. března 2011.

Další čtení