Czy dwutlenek siarki zatrzyma globalne ocieplenie?
Wg informacji zawartych w czasopiśmie naukowym amerykańskiej Akademii Nauk „PNAS” (Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America), amerykańscy klimatolodzy opracowali modele zmniejszenia średnie temperatury naszej planety dzięki rozpyleniu w stratosferze aerozolu zawierającego dwutlenek siarki.
Z symulacji modelowych wynika, że dzięki tej metodzie, do 2069 roku można ochłodzić atmosferę o co najmniej jeden (lub więcej) stopni Celsjusza. Wiązałoby się to z wstrzykiwaniem do stratosfery 10 milionów ton aerozolu rocznie.
Symulacje takie są pomocne przy ocenie ryzyka i konsekwencji podobnych technik geoinżynieryjnych, których celem jest sterowanie zmianami klimatu Ziemi. Jednym z celów takich projektów jest ograniczenie lub zatrzymanie wzrostu temperatury spowodowanego przez rozwój cywilizacji technicznej (technosfery).
Dwutlenek siarki odbije promienie słoneczne?
Z raportu Międzyrządowego Zespołu ds. Zmian Klimatu, średnia temperatura wzrosła już o 1,5°C w porównaniu z erą przedprzemysłową. Zatrzymanie temperatury na jej aktualnie zmierzonym poziomie wymaga projektów na wielką skalę.
Najbardziej obiecująca z nich wiąże się z modyfikacją promieniowania słonecznego SMR (Solar Radiation Management). Jednym ze sposobów jest rozpylenie w stratosferze aerozolu, który odbija światło słoneczne, co prowadzi do ochłodzenia atmosfery. Podobny proces zachodzi podczas erupcji wulkanicznych, w wyniku których cząsteczki takie jak np. dwutlenek siarki, dostają się do stratosfery.
Zastosowanie podobnych technik wymaga dokładnych przewidywań odnośnie do reakcji klimatu i wpływu na zdrowie ludzi oraz reakcji ekosystemów.
Głównym problemem do rozwiązania pozostaje dobór parametrów modelowania SRM. Takich jak np. daty rozpoczęcia i zakończenia wtrysku siarki, jego objętości, a także zdefiniowanie zagrożeń przy przerwach oraz pożądanego stopnia schłodzenia.
Trochę liczb
Jedną z takich symulacji przedstawił zespół naukowców z Uniwersytetu Cornella, wg której oszacowano wpływ SRM na klimat w perspektywie 35 lat. Zmieniając poszczególne parametry w modelu, prześledzono dynamikę zmian temperatury, opadów deszczu i śniegu oraz innych czynników…
Sugerowane działania w zakresie geoinżynieryjnym zakładają wprowadzenie dwutlenku siarki w obszarach 15 i 30 równoleżnika (północnego i południowego). Przy czym intensywność wtłaczania siarki do stratosfery ma być określona na podstawie dynamiki zmian temperatury.
Minimalna wysokość wtrysku oszacowano na 21,5 km, co byłoby technicznie osiągalne w niedalekiej przyszłości. Aby schłodzić atmosferę w skali globalnej o 1°C, potrzeba około 10 milionów ton SO2 rocznie. Dla większości modeli datą rozpoczęcia wtłaczania siarki do atmosfery jest rok 2035, zaś końcową – rok 2069.
Naukowcy przyjrzeli się również skutkom klimatycznym różnych wariantów wtryskiwania takich ilości dwutlenku siarki do stratosfery. Z przeprowadzonych symulacji teoretycznych wynika, że stopniowe ograniczanie oprysków aerozolowych w odstępach np. 10 lat, nie różni się istotnie w swoich skutkach od natychmiastowego zaprzestania takich działań. W każdym przypadku spowoduje to ponowny wzrost temperatury do poziomu, który zaistniałby bez użycia SRM. Ale pociągnęłoby to poważniejsze konsekwencje niż obecny wzrost temperatury do podobnej wielkości.
Jak na razie nie znaleziono skutecznego sposobu na rozwiązanie problemu.
Dwutlenek siarki – pierwsze próby zastosowania
Idea odbicia światła słonecznego pojawiła się po raz pierwszy w raporcie z 1965 roku dla prezydenta Lyndona B. Johnsona zatytułowanym „Przywracanie jakości naszego środowiska”. W raporcie pojawił się pomysł rozrzucenia cząstek w oceanie za cenę 100 dolarów za milę kwadratową. Jednoprocentowa zmiana współczynnika odbicia Ziemi kosztowałaby 500 milionów dolarów rocznie, co „nie wydaje się przesadne”, czytamy w raporcie, „biorąc pod uwagę nadzwyczajne gospodarcze i ludzkie znaczenie klimatu”.
Od tego czasu szacunkowa cena znacznie wzrosła. Obecne szacunki mówią, że uruchomienie programu, który ochłodzi Ziemię o jeden stopień Celsjusza, kosztowałoby 10 miliardów dolarów rocznie. Szacuje Edward A. Parson, profesor prawa ochrony środowiska na wydziale prawa UCLA. Jest to jednak niezwykle tanie w porównaniu z innymi działaniami na rzecz łagodzenia zmiany klimatu.
Przełomowy raport wydany w marcu 2021 r. przez National Academies of Sciences, Engineering and Medicine dotyczył trzech rodzajów geoinżynierii słonecznej: wstrzykiwania aerozolu stratosferycznego, rozjaśniania chmur morskich i rozrzedzania chmur cirrus.
Wstrzykiwanie aerozolu do stratosfery wymagałoby lotu samolotem do stratosfery, która znajduje się od 16 do 40 kilometrów nad nami, i rozpylenia delikatnej mgły, która zawisłaby w powietrzu, odbijając część promieniowania słonecznego z powrotem w kosmos.
„Stratosfera jest spokojna, a rzeczy pozostają tam przez długi czas” – powiedział Parson CNBC. „Życie atmosferyczne substancji wstrzykiwanej w stratosferę trwa od sześciu miesięcy do dwóch lat”.
Wstrzykiwanie aerozolu do stratosfery „natychmiast zabrałoby najwyższy poziom skrajnych temperatur” – powiedział Parson. A także „dość natychmiastowo” spowolniłoby również ekstremalne opady, powiedział.
Rząd USA wchodzi do gry
Biały Dom koordynuje pięcioletni plan badawczy mający na celu zbadanie sposobów modyfikowania ilości światła słonecznego docierającego do Ziemi. W celu złagodzenia skutków globalnego ocieplenia. Ten proces to geoinżynieria słoneczna lub po prostu odbicie światła słonecznego.
Pierwszym, który pracował nad tym tematem w 1989 roku był profesor Harvardu David Keith. Zauważa on, że obecnie ten temat traktuje się znacznie poważniej. Formalną deklarację poparcia dla badań wyraziły takie organizacje jak: Fundusz Obrony Środowiska, Związek Zatroskanych Naukowców oraz Rada Obrony Zasobów Naturalnych.
Plan badawczy będzie oceniał interwencje klimatyczne, w tym rozpylanie aerozoli w stratosferze w celu odbijania światła słonecznego z powrotem w kosmos. Powinien zawierać cele badawcze, co jest konieczne do analizy atmosfery i jaki wpływ mogą mieć tego rodzaju interwencje klimatyczne na Ziemię. Wnioski zostaną przekazane do Biura Polityki Naukowej i Technologicznej Białego Domu. Kongres USA polecił opracowanie planu badawczego w swoim planie wydatków na 2022 r., który prezydent Joe Biden podpisał w marcu.
Efekty chłodzenia są znane
Wiadomo, że niektóre techniki, takie jak rozpylanie dwutlenku siarki do atmosfery, mają szkodliwy wpływ na środowisko i zdrowie ludzi. Jednak nawet naukowcy i liderzy klimatyczni, którzy obawiają się, że ludzkość przekroczy swoje cele emisyjne, twierdzą, że badania są ważne. Po to, aby znaleźć sposób na zrównoważenie tych zagrożeń z potencjalnie katastrofalnym wzrostem temperatury na Ziemi.
Chłodzące efekty zastosowania dwutlenku siarki są dobrze znane, choćby z badań nad erupcją wulkanów. Na przykład erupcja Mount Pinatubo w 1991 roku wyrzuciła do stratosfery tysiące ton dwutlenku siarki, powodując chwilowy spadek globalnych temperatur o około 1 stopień Fahrenheita, według US Geological Survey.
Istnieje również precedens w fabrykach spalających paliwa kopalne, zwłaszcza węgiel. Węgiel zawiera trochę siarki, która utlenia się podczas spalania, tworząc dwutlenek siarki. Ten dwutlenek siarki przechodzi inne reakcje chemiczne i ostatecznie spada na ziemię jako kwas siarkowy w deszczu. Ale w czasie, gdy zanieczyszczenie siarką znajduje się w powietrzu, służy jako rodzaj izolacji od ciepła słonecznego.
Niektórzy ekolodzy uważają odbijanie się światła słonecznego za „zagrożenie moralne”, ponieważ stanowi stosunkowo łatwą i niedrogą alternatywę dla pracy polegającej na redukcji emisji.
Jeden eksperyment badający aerozole stratosferyczne przeprowadzony przez Keutsch Group na Harvardzie został odwołany w 2021 roku z powodu sprzeciwu. Eksperyment „zagroziłby reputacji i wiarygodności lidera klimatycznego, którego Szwecja chce i musi dążyć jako jedynego sposobu skutecznego radzenia sobie z kryzysem klimatycznym: potężne środki szybkiego i sprawiedliwego przejścia do społeczeństw o zerowej emisji, 100% energii odnawialnej i wyłączenia przemysłu paliw kopalnych” – czytamy w liście otwartym od przeciwników.
Udany eksperyment z aerozolem mógłby postawić pod znakiem zapytania ogólnoświatowe, dotychczasowe formy działań na rzecz redukcji CO2, co u wielu wyznawców tej metody mogłoby zachwiać ich psychologią poznawczą.
Czytaj także: Jak przetrwać czas apokalipsy. Poradnik dla bogatych
