Навукоўцы латаюць аблокі, каб выратаваць Вялікі Бар'ерны рыф

Гэта было душнае лета ў Аўстраліі, і каралы на Вялікім Бар'ерным рыфе дэманструюць раннія прыкметы стрэсу. Улады, якія кіруюць найбуйнейшай у свеце сістэмай каралавых рыфаў, чакаюць, што ў бліжэйшыя тыдні яшчэ адно абескаляроўванне - калі гэта адбудзецца, гэта будзе шосты раз пасля У 1998 годзе ўсплёск тэмпературы вады знішчыў вялікія ўчасткі каралаў, якія насяляюць незлічоныя марскія істоты.жывёлы.Тры з гэтых падзей адбельвання, якія робяць каралы больш успрымальнымі да хвароб і гібелі, адбыліся толькі за апошнія шэсць гадоў.Калі каралы адчуваюць экстрэмальныя і працяглы цеплавы стрэс, яны выганяюць водарасці, якія жывуць у іх тканінах, і становяцца цалкам белымі. Гэта можа мець разбуральныя наступствы для тысяч відаў рыб, крабаў і іншых марскіх відаў, якія спадзяюцца на каралавыя рыфы ў якасці прытулку і ежы. Каб запаволіць хуткасць каралаў абескаляроўвання, выкліканага пацяпленнем акіяна, некаторыя навукоўцы шукаюць рашэння ў небе. У прыватнасці, яны глядзяць на воблака.
Аблокі прыносяць не толькі дождж або снег. На працягу дня аблокі дзейнічаюць як гіганцкія парасоны, адлюстроўваючы частку сонечнага святла ад Зямлі назад у космас. Марскія слаіста-кучавыя воблакі асабліва важныя: яны размешчаны на нізкіх вышынях, тоўстыя і пакрываюць каля 20 працэнтаў трапічнага акіяна, астуджаючы ваду ўнізе. Вось чаму навукоўцы даследуюць, ці можна змяніць іх фізічныя ўласцівасці, каб блакаваць больш сонечнага святла. На Вялікім Бар'ерным рыфе ёсць надзея, што некаторая гэтак неабходная палёгка будзе прадастаўлена каралавым калоніям сярод усё больш частыя хвалі спякоты. Але ёсць і праекты, накіраваныя на глабальнае пахаладанне, якія больш супярэчлівыя.
Ідэя канцэпцыі простая: распыляць вялікую колькасць аэразоляў у аблокі над акіянам, каб павялічыць іх адбівальную здольнасць. Навукоўцам дзесяцігоддзямі вядома, што часціцы ў слядах забруджвання, пакінутых караблямі, якія вельмі падобныя на сляды за самалётамі, могуць асвятляць існуючыя аблокі. Гэта таму, што гэтыя часціцы ствараюць зародкі для кропель аблокаў;чым больш і менш воблачных кропель, тым бялейшая і лепшая здольнасць воблака адлюстроўваць сонечнае святло, перш чым яно патрапіць і нагрэе Зямлю.
Безумоўна, распыленне аэразоляў забруджвальных рэчываў у аблокі не з'яўляецца правільнай тэхналогіяй для вырашэння праблемы глабальнага пацяплення. Нябожчык брытанскі фізік Джон Лэтэм прапанаваў у 1990 г. замест гэтага выкарыстоўваць крышталі солі з выпараючайся марской вады. Мора багатае, мяккае і асабліва бясплатна.Яго калега Стывен Солтэр, заслужаны прафесар інжынерыі і дызайну ў Эдынбургскім універсітэце, тады прапанаваў разгарнуць флот з каля 1500 лодак з дыстанцыйным кіраваннем, якія б плавалі па акіянах, засмоктваючы ваду і распыляючы дробны туман у аблокі, каб зрабіць аблокі ярчэй. Паколькі выкіды парніковых газаў працягваюць расці, расце і цікавасць да незвычайнай прапановы Латама і Солтэра. З 2006 года пара супрацоўнічае з прыкладна 20 экспертамі з Універсітэта Вашынгтона, PARC і іншых устаноў у рамках праекта Oceanic Cloud Brightening Project (MCBP). Зараз каманда праекта высвятляе, ці будзе наўмыснае даданне марской солі ў нізкія пухнатыя слаіста-кучавыя аблокі над акіянам мець астуджальны эфект для планеты.
Воблакі, здаецца, асабліва схільныя святлець уздоўж заходняга ўзбярэжжа Паўночнай і Паўднёвай Амерыкі і цэнтральнай і паўднёвай Афрыкі, сказала Сара Доэрці, навуковец па атмасферы з Універсітэта Вашынгтона ў Сіэтле, якая кіруе MCBP з 2018 года. Воблакі Кроплі вады ўтвараюцца натуральным шляхам на акіянах, калі вільгаць збіраецца вакол зерняў солі, але даданне ў іх невялікай колькасці солі можа павялічыць святлоадбівальную здольнасць аблокаў. Асвятленне вялікага воблачнага покрыва над гэтымі прыдатнымі раёнамі на 5% можа астудзіць большую частку свету, сказаў Доэрці. Прынамсі, гэта Камп'ютэрнае мадэляванне сведчыць аб тым, што "нашы палявыя даследаванні струменя часціц марской солі ў аблокі ў вельмі малым маштабе дапамогуць атрымаць больш глыбокае разуменне ключавых фізічных працэсаў, якія могуць прывесці да палепшаных мадэляў", - сказала яна. Дробнамаштабныя эксперыменты прататыпа прылады планавалася, што яны пачнуцца ў 2016 годзе на пляцоўцы недалёка ад заліва Мантэрэй, штат Каліфорнія, але яны былі адкладзены з-за недахопу фінансавання і супрацьдзеяння грамадскасці магчымаму ўздзеянню эксперыменту на навакольнае асяроддзе.
«Мы непасрэдна не выпрабоўваем асвятленне акіянскіх аблокаў любога маштабу, якое ўплывае на клімат», — сказаў Доэрці. Аднак крытыкі, у тым ліку экалагічныя і праваабарончыя групы, такія як Ініцыятыва па кіраванні кліматам Карнегі, непакояцца, што нават невялікі эксперымент можа ненаўмысна паўплываць на глабальнае клімат з-за яго складанай прыроды. "Ідэя, што вы можаце зрабіць гэта ў рэгіянальным і вельмі абмежаваным маштабе, амаль памылковая, таму што атмасфера і акіян імпартуюць цяпло з іншых месцаў", - сказаў Рэй П'ер Гумберт, прафесар фізікі ў Оксфардскім універсітэце. Ёсць таксама тэхнічныя праблемы. Распрацоўка распыляльніка, які можа надзейна асвятляць аблокі, не з'яўляецца лёгкай задачай, бо марская вада мае тэндэнцыю забівацца па меры назапашвання солі. Каб вырашыць гэтую праблему, MCBP заручыўся дапамогай Армана Нойкерманса, вынаходнік арыгінальнага струменевага прынтара, які працаваў у Hewlett-Packard і Xerox да выхаду на пенсію. Пры фінансавай падтрымцы Біла Гейтса і іншых ветэранаў тэхналагічнай індустрыі Нойкманс зараз распрацоўвае асадкі, якія могуць выбухаць кроплі салёнай вады патрэбнага памеру (ад 120 да 400 нанаметраў у дыяметры) у атмасферу.
У той час як каманда MCBP рыхтуецца да выпрабаванняў на адкрытым паветры, каманда аўстралійскіх навукоўцаў змяніла ранні прататып сопла MCBP і выпрабавала яго над Вялікім Бар'ерным рыфам. З 1910 года ў Аўстраліі адбылося пацяпленне на 1,4°C, што перавышае сярэдні сусветны паказчык у 1,1° C, і Вялікі Бар'ерны рыф страціў больш за палову сваіх каралаў з-за пацяплення акіяна.
Асвятленне воблакаў можа аказаць некаторую падтрымку рыфам і іх насельнікам. Каб дасягнуць гэтага, інжынерны акіянолаг Універсітэта Паўднёвага Крыжа Дэніэл Гарысан і яго каманда абсталявалі даследчае судна турбінамі для выпампоўвання вады з акіяна. Турбіна, падобная да снежнай гарматы, здабывае ваду і выбухае трыльёны малюсенькіх кропель у паветра праз свае 320 соплаў. Кроплі высыхаюць у паветры, пакідаючы пасля сябе салёны расол, які тэарэтычна змешваецца з нізкаяруснымі слаіста-кучавымі аблокамі.
Эксперыменты каманды па пацверджанні канцэпцыі ў сакавіку 2020 і 2021 гадоў - калі каралы найбольш схільныя рызыцы адбельвання ў канцы аўстралійскага лета - былі занадта малымі, каб істотна змяніць воблачнасць. Тым не менш, Харысана здзівіла хуткасць, з якой у неба цягнуўся салёны дым. Яго каманда кіравала беспілотнікамі, абсталяванымі лідарамі, на вышыню да 500 метраў, каб адлюстраваць рух шлейфа. У гэтым годзе самалёт пераадолее астатнія некалькі метраў, каб ацаніць любую рэакцыю ў аблоках вышынёй больш за 500 метраў.
Каманда таксама будзе выкарыстоўваць пробоотборники паветра на другім даследчым судне і метэастанцыі на каралавых рыфах і на беразе, каб вывучыць, як часціцы і аблокі натуральным чынам змешваюцца, каб палепшыць свае мадэлі.» Потым мы можам пачаць разглядаць, як асвятленне воблакаў, калі гэта робіцца ў большым маштабе. , можа паўплываць на акіян жаданым і нечаканым чынам», — сказаў Харысан.
Згодна з мадэляваннем, зробленым камандай Харысана, памяншэнне асветленасці над рыфам прыкладна на 6% прывядзе да зніжэння тэмпературы рыфаў на сярэдняй паліцы Вялікага Бар'ернага рыфа на 0,6°C. Пашырэнне тэхналогіі, каб ахапіць усе рыфы—Вялікі Бар'ерны рыф складаецца з больш чым 2900 асобных рыфаў, якія ахопліваюць 2300 кіламетраў у папярочніку—будзе лагістычнай праблемай, сказаў Харысан, бо спатрэбіцца каля 800 распыляльных станцый, каб працаваць на працягу некалькіх месяцаў перад чаканымі высокімі хвалямі.Вялікі Бар'ерны рыф настолькі вялікі, што яго можна ўбачыць з космасу, але ён займае толькі 0,07% паверхні Зямлі. Харысан прызнаў, што ў гэтым новым падыходзе існуюць патэнцыйныя рызыкі, якія трэба лепш зразумець. Асвятленне аблокаў, якое можа парушыць воблакі або змяніць лакальныя рэжым надвор'я і ападкаў таксама выклікае вялікую занепакоенасць у сувязі з пасевам воблакаў. Гэта метад, які ўключае ў сябе самалёты або беспілотнікі, якія дадаюць у воблакі электрычныя зарады або хімічныя рэчывы, такія як ёдыд срэбра, для атрымання дажджу. Аб'яднаныя Арабскія Эміраты і Кітай эксперыментавалі з тэхналогіяй для барацьбы з спёкай або забруджванне паветра. Але такія меры вельмі спрэчныя - многія лічаць іх вельмі небяспечнымі. Пасеў аблокаў і асвятленне з'яўляюцца аднымі з так званых «геаінжынерных» мерапрыемстваў. Крытыкі кажуць, што гэта занадта рызыкоўна або адцягвае ўвагу ад скарачэння выкідаў.
У 2015 годзе фізік П'ерамбер стаў суаўтарам справаздачы Нацыянальнага даследчага савета аб умяшанні ў клімат, папярэджваючы аб палітычных і кіраўніцкіх праблемах. Але новая справаздача акадэміі, апублікаваная ў сакавіку 2021 года, заняла больш падтрымку геаінжынерыі і рэкамендавала ўраду ЗША інвеставаць 200 мільёнаў долараў у даследаванні. П'ерамберт вітаў даследаванні па асвятленні акіянскіх воблакаў, але выявіў праблемы з распыляльным абсталяваннем, распрацаваным у рамках бягучага даследчага праекта. Тэхналогія можа выйсці з-пад кантролю, сказаў ён.» Навукоўцы, якія кажуць, што гэта не замена выкідам кантролю, яны не будуць тымі, хто будзе прымаць рашэнні».Урад Аўстраліі, які падвяргаецца рэзкай крытыцы за бяздзейнасць у барацьбе з кліматычным крызісам і залежнасць ад вытворчасці электраэнергіі на вугалі, лічыць, што акіянскія воблакі могуць асвятліць патэнцыял. У красавіку 2020 года ён запусціў праграму на 300 мільёнаў долараў па аднаўленні Вялікага Бар'ернага рыфа ў красавіку 2020 года - гэта фінансаванне прафінансавала даследаванне, распрацоўка тэхналогій і тэставанне больш чым 30 умяшанняў, у тым ліку асвятленне воблакаў у акіяне. Хаця маштабныя інвестыцыйныя меры, такія як Yun Zengliang, па-ранейшаму выклікаюць спрэчкі. Экалагічныя групы сцвярджаюць, што гэта можа стварыць экалагічную небяспеку і адцягнуць увагу ад намаганняў па абмежаванні выкідаў парніковых газаў.
Але нават калі асвятленне воблакаў апынецца эфектыўным, Харысан не лічыць, што гэта будзе доўгатэрміновым рашэннем для выратавання Вялікага Бар'ернага рыфа. наступствы любога асвятлення хутка будуць пераадолены. Замест гэтага, сцвярджае Харысан, мэта складаецца ў тым, каб выйграць час, пакуль краіны знізяць свае выкіды. «Занадта позна спадзявацца, што мы можам хутка скараціць выкіды, каб выратаваць каралавыя рыфы без усялякага ўмяшання».
Дасягненне нулявых выкідаў да 2050 года запатрабуе інавацыйных рашэнняў у глабальным маштабе. У гэтай серыі Wired, у партнёрстве з ініцыятывай Rolex Forever Planet, асвятляе людзей і суполкі, якія працуюць над вырашэннем некаторых з нашых найбольш актуальных экалагічных праблем. Яна была выраблена ў партнёрства з Rolex, але ўвесь кантэнт не залежыць ад рэдакцыі.даведацца больш.