Forskere lapper skyer for at redde Great Barrier Reef

Det har været en svulmende sommer i Australien, og koraller på Great Barrier Reef viser tidlige tegn på stress. Myndigheder, der administrerer verdens største koralrevssystem, forventer endnu en blegningsbegivenhed i de kommende uger - hvis det sker, vil det være sjette gang siden 1998, at en stigning i vandtemperaturer har udslettet store dele af koraller, der bebor utallige havdyr.dyr.Tre af disse blegningsbegivenheder, der gør koraller mere modtagelige for sygdom og død, har fundet sted i de sidste seks år alene.Når koraller oplever ekstreme og langvarig varmestress udstøder de algerne, der lever i deres væv, og bliver helt hvide. Dette kan have ødelæggende virkninger på tusindvis af arter af fisk, krabber og andre marine arter, der er afhængige af koralrev for at få husly og mad. At bremse korallhastigheden blegning forårsaget af havopvarmning, søger nogle forskere mod himlen efter en løsning. Specifikt kigger de på skyen.
Skyer bringer mere end bare regn eller sne. I løbet af dagen fungerer skyerne som gigantiske parasoller, der reflekterer noget af sollyset fra Jorden tilbage i rummet. Marine stratocumulus-skyer er særligt vigtige: de er placeret i lav højde, tykke og dækker omkring 20 procent af det tropiske hav, og afkøler vandet nedenfor. Det er derfor, forskerne undersøger, om deres fysiske egenskaber kan ændres for at blokere mere sollys. På Great Barrier Reef er det håbet, at der vil blive givet noget tiltrængt nødhjælp til koralkolonier midt i stadig hyppigere hedebølger. Men der er også projekter rettet mod global afkøling, som er mere kontroversielle.
Ideen bag konceptet er enkel: skyd store mængder aerosoler ind i skyerne over havet for at øge deres reflektionsevne. Forskere har i årtier vidst, at partikler i forureningsstier efterladt af skibe, som ligner spor bag fly, kan belyse eksisterende skyer. Det er fordi disse partikler skaber frøene til skydråber;jo flere og mindre skydråberne er, jo hvidere og bedre er skyens evne til at reflektere sollys, før den rammer og opvarmer Jorden.
At skyde aerosoler af forurenende stoffer ind i skyer er selvfølgelig ikke den rigtige teknologi til at løse problemet med global opvarmning. Den afdøde britiske fysiker John Latham havde i 1990 foreslået at bruge saltkrystaller fra fordampende havvand i stedet. Havet er rigeligt, mildt og især gratis. Hans kollega Stephen Salter, professor emeritus i ingeniørvidenskab og design ved University of Edinburgh, foreslog derefter at indsætte en flåde på omkring 1.500 fjernstyrede både, som ville sejle på havene, suge vand og sprøjte fin tåge ind i skyerne for at lave skyerne lysere. Efterhånden som drivhusgasemissionerne fortsætter med at stige, stiger interessen for Latham og Salters usædvanlige forslag også. Siden 2006 har parret samarbejdet med omkring 20 eksperter fra University of Washington, PARC og andre institutioner som en del af Oceanic Cloud Brightening Project (MCBP). Projektgruppen undersøger nu, om bevidst tilsætning af havsalt til de lave, luftige stratocumulus-skyer over havet ville have en kølende effekt på planeten.
Skyer ser ud til at være særligt tilbøjelige til at blive lysere langs vestkysten af ​​Nord- og Sydamerika og det centrale og sydlige Afrika, sagde Sarah Doherty, en atmosfærisk videnskabsmand ved University of Washington i Seattle, som har styret MCBP siden 2018. Skyer Vanddråber dannes naturligt på havene, når fugt samler sig omkring saltkorn, men at tilføje lidt salt til dem kan øge skyernes reflekterende kraft. At lysne det store skydække over disse egnede områder med 5 % kan afkøle meget af verden, sagde Doherty. Det er i hvert fald det, computersimuleringer tyder på."Vores feltstudier af udsprøjtning af havsaltpartikler ind i skyer i meget lille skala vil hjælpe med at opnå en dybere forståelse af vigtige fysiske processer, der kan føre til forbedrede modeller," sagde hun.Småskalaeksperimenter med prototypen var planlagt til at begynde i 2016 på et sted nær Monterey Bay, Californien, men de er blevet forsinket på grund af manglende finansiering og offentlig modstand mod eksperimentets mulige miljøpåvirkning.
"Vi tester ikke direkte lysere havskyer af nogen skala, der påvirker klimaet," sagde Doherty. Men kritikere, herunder miljøgrupper og fortalergrupper såsom Carnegie Climate Governance Initiative, bekymrer sig om, at selv et lille eksperiment utilsigtet kan påvirke den globale klima på grund af dets komplekse natur.” Ideen om, at du kan gøre dette i regional skala og i meget begrænset skala, er nærmest en fejlslutning, fordi atmosfæren og havet har importeret varme fra andre steder, siger Ray Pierre Humbert, professor i fysik ved University of Oxford. Der er også tekniske udfordringer. At udvikle en sprøjte, der pålideligt kan oplyse skyer, er ikke nogen nem opgave, da havvand har tendens til at tilstoppe, når salt ophobes. For at løse denne udfordring fik MCBP hjælp fra Armand Neukermans, opfinder af den originale inkjetprinter, som arbejdede hos Hewlett-Packard og Xerox indtil hans pensionering. Med økonomisk støtte fra Bill Gates og andre veteraner fra teknologibranchen designer Neukmans nu dyser, der kan sprænge saltvandsdråber af den rigtige størrelse (120 til 400 nanometer) i diameter) ud i atmosfæren.
Mens MCBP-teamet forbereder sig til udendørs testning, har et hold australske forskere modificeret en tidlig prototype af MCBP-dysen og testet den over Great Barrier Reef. Australien har oplevet en opvarmning på 1,4°C siden 1910, hvilket overstiger det globale gennemsnit på 1,1° C, og Great Barrier Reef har mistet mere end halvdelen af ​​sine koraller på grund af havets opvarmning.
Skyen lysere kan give en vis støtte til rev og deres indbyggere. For at opnå dette, udstyrede Southern Cross University ingeniør oceanograf Daniel Harrison og hans team et forskningsfartøj med turbiner til at pumpe vand ud af havet. I lighed med en snekanon udvinder turbinen vand og sprænger billioner af bittesmå dråber op i luften gennem sine 320 dyser. Dråberne tørrer i luften og efterlader saltlage, som teoretisk blandes med stratocumulusskyer på lavt niveau.
Holdets proof-of-concept-eksperimenter i marts 2020 og 2021 - hvor koraller er mest udsat for at blive bleget i slutningen af ​​den australske sommer - var for små til at ændre skydækket markant. Alligevel blev Harrison overrasket over den hastighed, hvormed salt røg drev ind i himlen. Hans hold fløj droner udstyret med lidar-instrumenter op til 500 meter høje for at kortlægge bevægelsen af ​​fanen.I år vil et fly dække de resterende få meter for at vurdere enhver reaktion i skyer over 500 meter.
Holdet vil også bruge luftprøvetagere på et andet forskningsfartøj og vejrstationer på koralrev og i land for at studere, hvordan partikler og skyer naturligt blandes for at forbedre deres modeller." Så kan vi begynde at se på, hvordan skyen lysner, hvis det gøres i større skala , kan påvirke havet på ønskværdige og uventede måder," sagde Harrison.
Ifølge modelleringen udført af Harrisons team vil en reduktion af lyset over revet med omkring 6 % reducere temperaturen på revene på midterhylden af ​​Great Barrier Reef med det svarende til 0,6°C. Opskalering af teknologien til at dække alle rev - Great Barrier Reef består af mere end 2.900 individuelle rev, der spænder over 2.300 kilometer på tværs - vil være en logistisk udfordring, sagde Harrison, da det ville kræve omkring 800 sprøjtestationer at køre i flere måneder før forventede høje bølger. Great Barrier Reef er så stor, at den kan ses fra rummet, men den dækker kun 0,07 % af jordens overflade. Harrison erkendte, at der er potentielle risici ved denne nye tilgang, som skal forstås bedre. Skyens lysere, som kan forstyrre skyer eller ændre lokale vejr- og nedbørsmønstre er også et stort problem med skysåning. Det er en teknik, der involverer fly eller droner, der tilføjer elektriske ladninger eller kemikalier som sølviodid til skyer for at producere regn. De Forenede Arabiske Emirater og Kina har eksperimenteret med teknologien til at tackle varme eller luftforurening.Men sådanne foranstaltninger er enormt kontroversielle – mange anser dem for meget farlige. Skysåning og lysning er blandt såkaldte "geoengineering"-indgreb. Kritikere siger, at det er for risikabelt eller en distraktion fra at reducere emissioner.
I 2015 var fysikeren Pierrehumbert medforfatter til en rapport fra National Research Council om klimaintervention, advarsel om politiske og regeringsmæssige spørgsmål. Men en ny rapport fra akademiet, udgivet i marts 2021, tog en mere støttende holdning til geoengineering og anbefalede, at den amerikanske regering investere 200 millioner dollars i forskning. Pierrehumbert hilste forskningen velkommen, men opdagede problemer med sprøjteudstyret udviklet som en del af et igangværende forskningsprojekt. Teknologien kunne komme ud af hånden, sagde han. kontrol, det er ikke dem, der træffer beslutningerne."Den australske regering er stærkt kritiseret for manglende handling for at tackle klimakrisen og dens afhængighed af kulfyret elproduktion, ser havskyer lysne potentiale. I april 2020 lancerede den et program på 300 millioner dollars for at genoprette Great Barrier Reef i april 2020 – denne finansiering har finansieret forskning, teknologiudvikling og afprøvning af mere end 30 indgreb, herunder lysere havskyer. Selvom de massive investeringsforanstaltninger såsom Yun Zengliang stadig er kontroversielle. Miljøgrupper hævder, at dette kan udgøre økologiske risici og distrahere fra bestræbelserne på at begrænse drivhusgasemissioner.
Men selv hvis skyoplysning viser sig at være effektiv, tror Harrison ikke, at det vil være en langsigtet løsning til at redde Great Barrier Reef." Lysende skyer kan kun bringe begrænset afkøling," sagde han, og med klimakrisen, der sandsynligvis vil forværres, virkningerne af enhver lysnende vil snart blive overvundet. I stedet, hævder Harrison, er målet at købe tid, mens landene sænker deres emissioner.” Det er for sent at håbe på, at vi hurtigt kan reducere emissionerne for at redde koralrevene uden nogen form for indgriben.
At opnå netto-nul-emissioner i 2050 vil kræve innovative løsninger på globalt plan. I denne serie fremhæver Wired, i samarbejde med Rolex Forever Planet-initiativet, enkeltpersoner og lokalsamfund, der arbejder på at løse nogle af vores mest presserende miljøudfordringer. Den blev produceret i partnerskab med Rolex, men alt indhold er redaktionelt uafhængigt. få mere at vide.