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Alles, was Sie über Geoengineering wissen müssen

2022

Ob wir das vorhaben oder nicht, die Menschen verändern das Klima, und die jüngsten Kürzungen bei den umweltwissenschaftlichen Budgets legen nahe, dass wir nicht erwarten sollten, dass Amerika seine Kohlenstoffemissionen bald drastisch einschränkt. Aber während Bundeswissenschaftler Begriffe wie "Klimawandel" in ihren Haushaltsvorschlägen vermeiden, taucht in den Medien ein Wort auf: Geoengineering.

Ende März schlugen mehrere Nachrichtenartikel vor, dass das Weiße Haus an Geoengineering interessiert sein könnte - dem groß angelegten, absichtlichen Hacken des Klimas, um die schlimmsten Auswirkungen einer sich erwärmenden Welt "anzuhalten". Obwohl diese Artikel auf reinen Spekulationen zu beruhen scheinen (und von einer Anti-Geo-Engineering-Kampagne angetrieben werden), wurden sie von einem realen Forschungsprojekt inspiriert, das für 2018 geplant ist.

Im nächsten Jahr wollen der Harvard-Physiker David Keith und seine Kollegen eine kleine Menge Wasserdampf in die Stratosphäre sprühen. Obwohl er keine eigentliche Geotechnik betreiben wird, ist das Ziel zu sehen, wie gut diese künstliche Wolke die Sonnenenergie zurück in den Weltraum reflektiert, bevor sie die Erde erwärmen kann.

Die Idee, das Klima gezielt zu manipulieren, ist ein kontroverses Thema, und einige Umweltwissenschaftler sind nicht einmal Anhänger solcher Machbarkeitsstudien. Mit dem Austrocknen anderer Arten von Klimaschutzinitiativen scheint Geoengineering jedoch an Dynamik zu gewinnen.

Die Treibhausgase, die unsere Autos und Kraftwerke ausstoßen, können die Wärme wirklich gut einfangen. Während das Sonnenlicht den Planeten erwärmt, verhindert diese Decke aus CO2, Methan und anderen wärmeabfangenden Gasen, dass die Erde einen Teil dieser Wärme in den Weltraum abgibt. Infolgedessen steigt der globale Thermostat.

Geoengineering könnte auf zwei Arten versuchen, das globale Fieber zu senken. Die erste besteht darin, Kohlenstoff einzufangen, indem entweder Wälder gepflanzt werden, die Kohlenstoff für die Photosynthese absorbieren und dann als Lebensmittel speichern, oder durch vom Menschen hergestellte Technologien, die Kohlenstoff aus der Luft abziehen und unterirdisch speichern. Aber die Wissenschaftler haben diese Technologien noch nicht perfektioniert, und sie wären nicht so schnell wie die zweite Methode, mit der die Wärme durch Reflektion des Sonnenlichts zurück in den Weltraum reduziert würde. Einige Wissenschaftler glauben, dass dies durch Aussaat der Atmosphäre mit glänzenden Partikeln, zusätzlichen Wolken oder Weltraumspiegeln erreicht werden könnte.

Das Team von Keith plant, nächstes Jahr mit der zweiten Art von Strategie zu experimentieren, wenn sie einen Höhenballon in einer Höhe von 19 Kilometern starten. In der Höhe sprüht der Ballon bis zu zwei Pfund Material in den Himmel über einen Raum, der ungefähr eine halbe Meile lang und ungefähr so ​​breit ist wie ein amerikanisches Fußballfeld. Dann wird der Ballon durch das Spray zurückgeschleudert, um zu überwachen, wie die Partikel miteinander interagieren, wie sie sich in der Luft verteilen und wie gut sie Licht streuen.

Zunächst wird Keith's Team mit dem Versprühen von Wasser beginnen. Bei späteren Versuchen setzen sie möglicherweise ungiftigen Kalksteinstaub und / oder Sulfate frei, jedoch nur in sehr geringen Mengen. Ein Kritiker des Guardian merkt an, dass bei einem Test von Sulfaten weniger Material freigesetzt wird, als ein kommerzielles Flugzeug normalerweise während einer Flugminute emittiert.

Aber zu keinem Zeitpunkt wird das Projekt versuchen, den Planeten zu kühlen, sagt Keith, und diese Tests werden kein Risiko für Menschen oder die Umwelt darstellen.

„Dieses spezielle Experiment ist klein genug und harmlos genug, dass es für Wetter- und Klimasysteme keine Rolle spielt“, stimmt Kevin Trenberth zu, ein Klimaanalytiker am Nationalen Zentrum für Atmosphärenforschung, der nicht an dem Experiment 2018 beteiligt ist.

Stattdessen soll die Studie die potenziellen Risiken und Vorteile von Geo-Engineering untersuchen und wie gut es funktionieren würde, wenn wir es versuchen würden.

Als der Pinatubo auf den Philippinen ausbrach, spuckte er 17 Megatonnen Schwefeldioxid in die Luft. Diese Partikel wanderten hoch in die Atmosphäre und reflektierten etwas Sonnenlicht von der Erde weg, wodurch der gesamte Planet vorübergehend um etwa 1 Grad Fahrenheit gekühlt wurde. (Als Referenz wird erwartet, dass die globalen Temperaturen bis 2100 um 0, 5 ° F auf 8, 6 ° F steigen.)

Aufgrund dieser und anderer Eruptionen sind die Wissenschaftler zuversichtlich, dass das Hinzufügen von Partikeln zum Himmel die Erde abkühlen könnte. Es sind die anderen Details, die in der Luft liegen. Welche reflektierenden Materialien wären am besten? Wie viel brauchen wir, um einen bestimmten Effekt zu erzielen, und wie würden wir diesen Betrag in die Stratosphäre bringen? Wie wird sich dies auf andere Teile der Welt auswirken?

Keiths Forschungen würden versuchen, einige dieser Fragen zu beantworten. Von der Projektwebsite:

Computermodelle und Laborarbeiten erklären uns einige sehr nützliche Dinge über Solar Geoengineering, aber wie bei allen anderen Aspekten der Umweltwissenschaften beruhen Computermodelle letztendlich auf Beobachtungen der realen Umwelt. Die Messung der Art und Weise, wie Aerosole die Chemie der Stratosphäre verändern, kann beispielsweise die Fähigkeit globaler Modelle verbessern, vorherzusagen, wie großtechnisches Geoengineering möglicherweise das Ozon der Stratosphäre stören könnte.

"Solares Geoengineering kann ein nützlicher Weg sein, um die langfristigen Risiken des Klimawandels zu verringern, oder auch nicht", sagt Keith. "Ich denke, es gibt genügend Beweise dafür, dass es nützlich sein könnte, ein ernstes internationales Open-Access-Forschungsprogramm zu haben . "

Die letzten Jahrzehnte sind ein Beweis dafür, dass das Durcheinander mit dem Klima unbeabsichtigte Folgen haben kann. In ähnlicher Weise wird vermutet, dass der Ausbruch des Mount Pinatubo im Jahr 1991 zu einer Verschiebung der Niederschlagsmuster geführt hat, was zu Überschwemmungen entlang des Mississippi und zu Dürren in der afrikanischen Sahelzone führte. Einige Modellstudien deuten darauf hin, dass Geoengineering ähnliche Störungen verursachen könnte.

Diese Nebenwirkungen könnten besonders besorgniserregend sein, wenn sie internationale Grenzen überschreiten. Wenn die USA zum Beispiel Solar-Geoengineering einsetzen, um die Erwärmung einzudämmen, und Russland dann eine Dürre entwickelt, kann Russland die USA für seine ausfallenden Ernten verantwortlich machen, auch wenn die Ursachen nicht klar sind.

"Eine der Schwierigkeiten ist, dass Sie nie ganz sicher sind, was sowieso passiert wäre", sagt Trenberth. "Man braucht ein gutes Modell, um vorherzusagen, was sonst passiert wäre, und eine gute Erfolgsbilanz, um genaue Vorhersagen treffen zu können."

Im Juni 1972 experimentierten Forscher in Rapid City, South Dakota, mit Wolkensaat, als kurz darauf ein heftiger Regen die Stadt verwüstete. "Es war schließlich ein Gerichtsverfahren, sagt Trenberth." Die meisten Einschätzungen gehen davon aus, dass dies wahrscheinlich sowieso passiert wäre. Sie haben vielleicht den Ort des Gewitters ein wenig geändert, sind aber in der Folge in ernsthafte rechtliche Schwierigkeiten geraten. "

"Es gibt garantiert Nebenwirkungen, und einige können erheblich sein."

Das absichtliche Verdunkeln der Sonne kann auch Pflanzen und die Sonnenenergieerzeugung schädigen, die auf das einfallende Sonnenlicht angewiesen sind. Und die Methode hilft nicht den Ozeanen, die aufgrund des zusätzlichen Kohlendioxids in der Atmosphäre sauer werden.

„Eingehende Sonnenstrahlung erwärmt den Planeten und treibt alle Wettersysteme an, sagt Trenberth.“ Sie ist für den gesamten Wasserkreislauf verantwortlich - die Verdunstung und den Niederschlag und so weiter. Es gibt garantiert Nebenwirkungen, und einige dieser Nebenwirkungen können erheblich sein. “

Ein weiteres Argument gegen grundlegende Geoengineering-Forschungen wie das von Keith ist, dass es ein schlüpfriger Hang zum vollständigen Geoengineering ist oder dass es als Argument gegen die Reduzierung von Emissionen herangezogen werden kann.

Darüber hat sich Keith auch Sorgen gemacht. Wenn Politiker große Anstrengungen unternehmen, um Geoengineering zu betreiben und gleichzeitig andere Klimaforschungsprojekte zu finanzieren, wird er dies auch nicht unterstützen.

Selbst wenn wir morgen unsere Emissionen auf Null senken, braucht es Zeit, bis sich der Kohlenstoffkreislauf wieder ins Gleichgewicht gebracht hat, und die Welt würde noch einige Jahrzehnte heißer werden. Die Eiskappen würden weiter schmelzen, die Meere würden steigen, Pflanzen und Tiere würden weiter aus der Synchronität mit der Natur geraten und Dürren würden sich verschlimmern. Obwohl es sich nur um eine vorübergehende Lösung handelt, kann Solar Geoengineering das Fieber der Erde schnell abkühlen.

„Die nächste Generation wird diesbezüglich Entscheidungen treffen, etwa in den 2040er oder 50er Jahren, sagt Keith. "Eine Frage ist, ob wir ein Forschungsprogramm haben, das den Leuten mehr darüber sagt, wie gut es funktioniert oder nicht, wie groß die Risiken sind und wie Sie diese Risiken managen könnten. Wenn wir ein kohärentes Forschungsprogramm wie dieses haben, Ich denke, wir geben der nächsten Generation mehr Informationen, um eine bessere Entscheidung zu treffen. "

Das Team von Keith hat Solar Geoengineering in CO2-Modelle integriert, um die Auswirkungen abzuschätzen. Sie stellten fest, dass 90 Prozent der Welt weniger Niederschlagsveränderungen und 99 Prozent weniger Niederschlagsveränderungen aufweisen würden, wenn die Emissionen bis 2050 auf Null sinken würden und genügend Material in die Atmosphäre gepumpt würde, um die Erwärmungsrate zu halbieren weniger eine Änderung der Temperatur.

Aber das sind Modelle, und alle Modelle haben Einschränkungen. "Wir müssen mehr herausfinden, sagt Keith." Eine Sache, die wir möglicherweise herausfinden, ist, dass es einige schwerwiegende Gründe gibt, warum es nicht funktioniert - in diesem Fall sollten wir es nicht tun

Der beste Weg, die Welt vor Überhitzung zu bewahren, ist die Reduzierung der CO2-Emissionen. Dies erfordert jedoch technologische Entwicklung und politische Motivation, und die Auswirkungen wären nicht unmittelbar zu spüren - weshalb wissenschaftliche Organisationen wie die National Academies of Science, die Royal Society und sogar einige Umweltverbände anfangen, Geoengineering als zu betrachten Ein potenziell wertvolles Werkzeug, das jedoch weiterer Forschung bedarf. Es muss auch eine internationale Diskussion darüber geben, ob, warum und wie Geoengineering jemals implementiert werden sollte.

Diese beiden Dinge sind genau das, worauf Keith auch drängt.

"Ich fördere keinen Masterplan", sagt Keith. Es ist nicht meine Entscheidung. "

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