Геоинженерия: можем ли мы управлять погодой?

Геоинженерия – это термин, используемый для описания манипуляций с погодой для борьбы с последствиями глобального потепления. Эти методы обычно делятся на две категории – удаление углекислого газа и солнечная геоинженерия. (1)

Удаление парниковых газов из атмосферы помогает предотвратить попадание солнечного тепла в нижние слои атмосферы Земли и уменьшить закисление океана. Между тем солнечная геоинженерия – это попытка отразить солнечный свет обратно в космос. Вот некоторые из предложенных и существующих геоинженерных процессов, предназначенных для изменения климата.

Следует ли нам управлять погодой?

Это может быть темой ежедневных светских бесед, но погода и ее меняющиеся состояния оказывают большое влияние на отдельных людей, отдельные районы и планету в целом. В одних странах продолжительная засуха создает суровые засушливые условия, в то время как другим постоянно угрожают приливы паводковых вод. Суровая погода резко различается от страны к стране, но, по данным Организации Объединенных Наций, во всем мире распространено одно изменение климата – глобальные температуры продолжают неуклонно расти. (2)

По мере развития современных технологий и расширения нашего понимания метеорологических процессов ученые открывают новые способы управления погодой. Вместо того, чтобы поддаваться расписанию природы, существуют проекты, направленные на то, чтобы вызвать дождь в небе, удалить углекислый газ из атмосферы и предотвратить экстремальные погодные явления, такие как ураганы и наводнения.

Хотя иногда управлять погодой может быть просто удобно, в некоторых случаях это может быть необходимо. Цель геоинженерии – защитить планету. Однако некоторые ученые считают, что люди не должны играть с окружающей средой. Результат может показаться положительным при теоретическом анализе и с учетом имеющихся у нас знаний, но как насчет последствий, о которых мы не знаем? Как люди, мы сыграли значительную роль в изменении климата, и многие считают, что для того, чтобы лучше контролировать погоду, мы должны сосредоточиться на естественном изменении наших действий. Это включает использование меньшего количества ископаемого топлива и сохранение жизни растений. (3)

Засев облаков и его происхождение

Засев облаков – это метод, используемый для создания дождя из облаков. С помощью самолетов, дронов или ракет в небо выбрасываются мелкие частицы йодида серебра или йодида свинца. Согласно Британской энциклопедии, поскольку эти частицы имеют структуру, аналогичную льду, капли воды в облаке, которые слишком малы, чтобы выпадать в виде дождя, окружают йодид серебра. При соединении воды и йодида серебра образуются кристаллы льда. В конце концов, кристаллы льда становятся слишком тяжелыми, чтобы оставаться в воздухе. Падая, они тают, превращаясь в капли дождя. (4)

В 1974 году, во время войны во Вьетнаме, армия США использовала засев облаков, чтобы изменить погоду. Цель состояла в том, чтобы продлить сезон дождей во Вьетнаме, затруднив боевые действия для противника. Согласно документам, размещенным в Интернете в Office of the Historian, план получил название Операция «Попай» и означал, что войска США были более подготовлены к продолжительному сезону дождей. Операция «Попай» использовала дождь как оружие для разрушения дорог и затопления рек. (5)

Для этого военные летчики летали над выбранными районами с канистрами йодида серебра или йодида свинца. Канистры были подожжены, чтобы выпустить частицы в облака. Когда события операции «Попай» были обнародованы, Европейская конвенция о внесении изменений ввела запрет, чтобы предотвратить военную тактику, которая контролировала погоду.

По данным BBC, в 2008 году Китай использовал свою программу изменения погоды для управления прогнозами погоды для Олимпийских игр в Пекине. Страна провела засев облаков в столице, чтобы дожди шли перед такими событиями, как церемония открытия, а не во время них. (6)

Морская геоинженерия

1. Отбеливающие облака башни

Цвет облака зависит от размера и состава его частиц. Яркие белые облака могут радовать глаз, но они также обладают еще одним полезным свойством – они могут отражать солнечный свет обратно в космос вместе с переносимой им тепловой энергией. По данным BBC, за отбеливающими облака башнями стоит идея сделать облака ярче, чтобы уменьшить потепление планеты. (7)

Башни будут построены на флоте автономных лодок, плавающих по поверхности океана. Затем вода будет перекачиваться из моря и распыляться в небо через эти башни. Мелкие брызги морской воды уменьшили бы средний размер капель в окружающих облаках. Маленькие капельки в облаках рассеивают свет, из-за чего облака кажутся белыми, а эти белые облака, в свою очередь, будут отражать больше солнечного света от Земли.

2. Строители айсберга

Таяние арктических льдов часто связывают с глобальным потеплением. Есть много косвенных действий, которые мы можем предпринять, чтобы уменьшить потепление погодных условий, но что, если бы мы могли использовать машины, чтобы физически собрать Арктику воедино? Группа индонезийских ученых под руководством архитектора Фариса Раджака Котахатухаха спроектировала подводную лодку для создания айсбергов в рамках Конкурса экспериментальных проектов ASA. (8)

Эти сосуды сначала погружаются под воду, так что их шестиугольный центр заполняется водой. Затем соль фильтруется из содержащейся в ней воды. Этот шаг необходим, поскольку удаление соли из морской воды повышает ее температуру замерзания. Вода скрыта, так что она не нагревается солнечным светом, что позволяет ей естественным образом замерзать.

Примерно через месяц лед выбрасывается из судна в виде шестиугольного айсберга шириной 5 метров и глубиной 25 метров. Эта форма была выбрана, чтобы увеличить вероятность слияния двух ледяных глыб.

3. Обогащение океана

Обогащение океана – это процесс, посредством которого углекислый газ из атмосферы переносится на дно океана. По данным Королевского общества, в то время как люди могут инициировать этот процесс, обогащение океана зависит от активности фитопланктона. Этот предложенный план был оценен во многих экспериментах, но некоторые ученые обеспокоены широкомасштабным использованием этого метода и его способностью значительно изменять океанские экосистемы на разных глубинах. (9)

Во-первых, лодки используются для сброса большого количества железа в океан. Поскольку микроскопические морские водоросли, называемые фитопланктоном, нуждаются в железе для производства пищи и роста, добавление железа вызывает цветение водорослей.

Фитопланктон поглощает углекислый газ из атмосферы и выделяет кислород. Затем, когда фитопланктон в конце концов умирает, он опускается под поверхность и уносит с собой поглощенный углерод. Углерод, унесенный в глубины океана, может оставаться вне атмосферы более ста лет.

4. Искусственный апвеллинг

Этот процесс включает транспортировку глубоководной океанской воды к мелководью путем перекачивания ее через большие искусственные трубы. Согласно Журналу атмосферных и океанических технологий, в результате этого процесса более холодная и богатая питательными веществами вода рассеивается у поверхности. В некоторых случаях апвеллинг вызывает падение температуры воздуха, поскольку более холодные поверхностные воды поглощают больше тепла из атмосферы. (10)

Хотя это временно изменит погоду, исследования показывают, что система апвеллинга должна оставаться включенной на неопределенный срок. В противном случае поглощенное тепло будет высвобождаться и создавать обратный, согревающий эффект.

Геоинженерия в космосе

Все геоинженерные проекты создаются для изменения климата Земли. Но не все они предназначены для работы на нашей планете. Космическая геоинженерия предполагает большой шаг назад от Земли в попытке внести более существенные изменения. Выход в космос означает приближение к солнцу, и поэтому многие геоинженерные технологии, предусмотренные для орбиты Земли, включают в себя управление солнечным светом, освещающим нашу планету.

По данным Британского межпланетного общества, первая идея этой формы космической технологии возникла у инженера Джеймса Эрли в 1989 году. Его концепция заключалась в строительстве гигантского стеклянного листа шириной 2000 километров. На орбите Земли эта стеклянная конструкция будет служить барьером между Солнцем и Землей, отражая солнечный свет обратно в космос и уменьшая излучение, попадающее в атмосферу Земли. Эта массивная, прочная конструкция будет невероятно дорогой для полета в космос и, вероятно, ее придется собирать в космосе. По данным китайского журнала Aeronautics, в настоящее время с технологией сборки в космосе проводятся эксперименты. (11, 12)

Поскольку у нас нет долгосрочного присутствия человека на другом планетарном теле, некоторые из современных ученых предусмотрели более управляемый массив небольших зеркальных спутников и областей плотной астероидной пыли, которые будут служить солнечным барьером, согласно Space.com. (13)

Чтобы блокировать и отклонять свет от Земли, оборудование должно оставаться в контролируемом месте. Наиболее часто предлагаемая область для размещения такой системы – точка Лагранжа L1. По данным NASA, в этой точке между Солнцем и Землей гравитация двух объектов одинакова, и для удержания спутника на месте требуется ограниченная энергия. (14)

С запланированным местом и несколькими идеями в процессе, почему же эти концепции еще не материализованы в реальных системах? В настоящее время единственный фактор, который может сделать космическую геоинженерию такой успешной, также может привести к самой большой неудаче – масштабу. В отличие от выбора аспекта погоды для изменения на Земле, что позволяет вносить точные изменения, изменение погоды из космоса фокусируется на всей планете.

Эти крупномасштабные корректировки не могут быть проверены должным образом, пока миссия не будет запущена по-настоящему. И никто не может знать наверняка, как планета отреагирует на внезапное похолодание и уменьшение света.

Live Science