30/11/2023
0Один из способов исправить случайно изменившийся климат — это намеренно изменить его снова
Какие изменения происходят за десятилетие. Примерно с такой периодичностью проходит Открытая научная конференция, проводимая Всемирной программой исследования климата (ВПИК). На предыдущей встрече в 2011 году, говорит Джим Харрелл, ученый-климатолог и член ВПИК, почти никто не говорил о геоинженерии. Это идея намеренного вмешательства в климат Земли, чтобы попытаться сделать его прохладнее и, таким образом, компенсировать наихудшие последствия другого типа климатического вмешательства, а именно глобального потепления, вызванного выбросами парниковых газов.
На мероприятии этого года, состоявшемся в Руанде, д-р Харрелл выступил с основным докладом по этому вопросу. По его словам, были «десятки докладов, выступлений и плакатов». Это отражает более широкий сдвиг в мышлении. Хотя геоинженерия на протяжении многих лет была предметом серьезного, хотя и незначительного, научного интереса, экологические неправительственные организации и политики в значительной степени избегали ее. Теперь ситуация начинает меняться.
С начала этого года солнечная геоинженерия, иногда известная как модификация солнечной радиации (МСР), была полностью или частично в центре внимания отчетов, опубликованных Европейской комиссией и парламентом, правительством Америки, Комиссией по борьбе с изменением климата (КИК; собрание глобальных воротил и достойных людей), а также четырьмя отдельными разделами ООН. Общим для всех них было то, что, учитывая неспособность мира достаточно быстро сократить выбросы парниковых газов, необходимо должным образом изучить риски и преимущества МСР.
Понимание того, как люди могут изменить климат в свою пользу, начинается с понимания того, как они уже сделали это во вред себе. Когда свет от Солнца достигает Земли, около 70% его поглощается (остальное отражается обратно в космос облаками, льдом и тому подобным). Эта поглощенная энергия в конечном итоге переизлучается в виде инфракрасного излучения. Но не вся эта энергия возвращаются в космос. Парниковые газы, такие как углекислый газ, поглощают инфракрасное излучение, улавливая часть переизлучаемого тепла.
Сначала невольно, а затем сознательно люди сгущают это атмосферное одеяло. Количество углекислого газа – важнейшего парникового газа – в атмосфере выросло с 280 частей на миллион до промышленной революции до 417 частей на миллион в прошлом году. Это привело к увеличению количества тепла, что привело к повышению средней температуры примерно на 1,2°C за тот же период.
Большая диафрагма в небе
Большинство планов по борьбе с изменением климата направлены на решение проблемы в ее источнике путем замены ископаемого топлива источниками энергии, такими как ветер, солнце и ядерная энергия, которые не производят парниковых газов. Солнечная геоинженерия нацелена на другую сторону уравнения. Вместо того, чтобы позволить большему количеству энергии улетучиваться с поверхности Земли, она стремится остановить ее прибытие, увеличивая альбедо планеты, то есть ее тенденцию отражать солнечный свет.
Изображение: Тhe Еconomist
Природа уже проделала работу по проверке концепции. Альбедо Земли может быть временно изменено извержениями вулканов, которые выбрасывают в воздух частицы и газы. Диоксид серы особенно важен из-за того, что он соединяется с водой, образуя серные аэрозоли — светорассеивающую дымку, которая висит в небе. В 1991 году вулкан Пинатубо на Филиппинах выбросил в атмосферу 15 миллионов тонн этого вещества. Этого оказалось достаточно, чтобы охладить планету примерно на 0,5°C в течение более чем года (см. график 1).
Люди уже делают нечто подобное, сжигая ископаемое топливо, содержащее серу, такое как уголь или мазут, который используется в больших судах. Поскольку эти выбросы происходят вблизи уровня земли, образующиеся частицы задерживаются в тропосфере, самом нижнем слое атмосферы. Выбросы человечества оказывают охлаждающее воздействие на планету, возможно, на несколько десятых градуса по Цельсию. Но они также токсичны и, как полагают, вызывают сотни тысяч смертей каждый год.
Наиболее изученная версия МСР опирается на тот же механизм. Идея состоит в том, чтобы впрыскивать диоксид серы или, возможно, другие химические вещества, такие как карбонат кальция или порошки из алюминия или алмазов, не в тропосферу, а в стратосферу, которая начинается на высоте до 20 км над поверхностью. Такие высоко летящие частицы в конечном итоге распространились бы более широко, чем частицы с кораблей или вулканов, и оставались бы там дольше. Это означает, что для заданного уровня планетарного охлаждения потребуется гораздо меньше средств.
Изображение: Тhe Еconomist
По некоторым оценкам, для отражения достаточного количества дополнительного солнечного света, чтобы подавить среднюю температуру на 1°C, потребовалось бы ежегодно выбрасывать в стратосферу около 2 млн тонн серы. Это намного меньше, чем производится в результате извержений вулканов и сжигания ископаемого топлива, и может стоить несколько десятков миллиардов долларов ежегодно. Оценки стоимости декарбонизации мировой экономики, напротив, исчисляются триллионами долларов каждый год.
Таким образом, солнечная геоинженерия звучит как выгодная сделка. Но беспокойств предостаточно. Несмотря на то, что Европейская комиссия выступала за проведение дополнительных исследований, ранее в этом году она заявила, что, учитывая нынешнее состояние развития, МСР «представляет собой неприемлемый уровень риска для людей и окружающей среды». КИК рекомендовала странам наложить мораторий на развертывание МСР, включая любые крупномасштабные эксперименты на открытом воздухе или любую деятельность, связанную с «риском значительного трансграничного ущерба» (то есть которая может нанести ущерб за пределами национальных границ).
Некоторые опасения связаны с потенциальным влиянием МСР на погоду. Ранние попытки изучения механизмов солнечной геоинженерии предполагали огромный уровень закачки серы. Это имело хороший научный смысл: хороший сильный сигнал делает явление легким для понимания. Но моделирование показало, что такие резкие изменения в энергетическом балансе в верхних слоях атмосферы могут нанести ущерб тропическим муссонам, сезонным дождям, от которых зависит сельское хозяйство и экономика многих стран.
Более поздние исследования, в которых использовались более реалистичные цифры, были более обнадеживающими. В 2020 году ученые из Гарвардского университета пришли к выводу, что уменьшение яркости солнца меньше, чем необходимо, чтобы полностью компенсировать существующий уровень потепления, существенно не изменит количество осадков в большинстве мест в мире. В тех районах, где это происходило, казалось, что воды становилась больше, а не меньше.
Влияние, которое аэрозоли могут оказать на химический состав стратосферы, также неясно. Он может, например, усиливать химические реакции, которые разрушают молекулы озона, замедляя восстановление озонового слоя и позволяя большему количеству вызывающего рак ультрафиолетового излучения достигать земли. И повышение уровня углекислого газа делает больше, чем просто нагревает планету. Значительная часть газа поглощается океанами, где образуется угольная кислота. В результате океаны Земли стали более кислыми, чем они были в течение последних 2 миллионов лет. Поскольку МСР не сокращает выбросы углекислого газа, это никак не поможет решить эту проблему.
Та же дешевизна, которая делает солнечную геоинженерию привлекательной, также является источником беспокойства. В одном анализе, проведенном Уэйком Смитом, исследователем в области геоинженерии из Йельского университета, была предпринята попытка смоделировать стоимость МСИ в 2100 году. Исследователи предположили, что мир не сможет сократить выбросы парниковых газов достаточно быстро, чтобы адекватно подавить глобальные температуры до конца 21-го века. Несмотря на это, они пришли к выводу, что поддержание температуры на уровне, которого она достигла бы в 2035 году, в 2020 году может стоить около 30 миллиардов долларов в год.
Это, как отмечает доктор Смит, примерно столько, сколько американцы в настоящее время тратят на корм для домашних животных каждый год. Даже сегодня такая сумма вполне достижима для одной крупной экономики и, возможно, даже для коалиции более мелких. Это порождает призрак страны, заинтересованной в охлаждающих последствиях МСР, пытающейся развернуть технологию против воли других.
Однако, возможно, самый распространенный страх вокруг МСР связан с его «моральным риском» — тем, что, предложив более дешевую альтернативу, он может подорвать попытки исправить изменение климата за счет сокращения выбросов парниковых газов. Эти попытки уже терпят неудачу (см. диаграмму 2). 20 ноября ООН объявила, что сокращение выбросов парниковых газов, запланированное во всем мире на 2030 год, приведет к потеплению на 2,5–2,9 °C к концу столетия. Поддержание температуры на уровне 2°C (более высокой из двух целей, поставленных в Парижском соглашении 2015 года) потребует дополнительных сокращений выбросов парниковых газов как минимум на 28% к 2030 году.
Не упоминайте слово на букву «Г»
Критики утверждают, что пример высасывания углекислого газа непосредственно из воздуха — еще одна технология, которая еще не существует в сколько-нибудь полезных масштабах, но которая, тем не менее, лежит в основе почти всех долгосрочных планов по сокращению выбросов — показывает, что страны будут хвататься за все, что позволит им избежать болезненного сокращения выбросов. Люди, более восприимчивые к этой идее, возражают, что геоинженерия может быть использована для того, чтобы выиграть больше времени для сокращения выбросов, и в то же время удерживать температуру на более низком уровне, идею, которую они называют «пиковым сокращением».
Все это объясняет радиоактивную репутацию МСР среди климатических чудаков. Те, кто выступает против недавних интересов, в ответ на это более решительно перекроили свои линии фронта. Экспериментальное испытание механизмов доставки частиц серы, которое должно было состояться в Швеции в 2021 году, было отменено после лоббирования со стороны экологических активистов. В 2022 году американский стартап Make Sunsets провел несанкционированный эксперимент на севере Мексики, выпустив небольшое количество аэрозолей из воздушного шара, чтобы изучить, как они отражают солнечный свет. Мексиканское правительство запретило повторение чего-либо подобного.
В январе 2022 года более 400 уважаемых ученых (многие из которых являются социологами, а не исследователями климата) подписали открытое письмо, в котором возражали против идеи о том, что солнечная геоинженерия является вопросом, заслуживающим изучения или законной темой для исследований. Они призвали правительства взять на себя обязательства по «международному соглашению о неиспользовании» всего, что связано с этой идеей, включая все эксперименты на открытом воздухе, а также исследовательские программы и оценки, даже такими организациями, как Межправительственная группа экспертов по изменению климата (МГЭИК).
Добьются ли подписанты своего – далеко не ясно. Другие табу, связанные с изменением климата, со временем ослабли. Совсем недавно, в 2000-х годах, концепция адаптации — защиты от изменения климата, например, путем строительства более высоких морских дамб — вызывала споры по тем же причинам, что и МСР сегодня. Оппоненты опасались, что слишком много размышлений об адаптации к более жаркому миру отвлечет ресурсы от усилий по предотвращению его нагревания. Тем не менее, уязвимые страны, особенно малые островные государства, провели свои собственные оценки. В сочетании с трудностями сокращения выбросов аргументы в пользу адаптации постепенно стали неопровержимыми. В настоящее время это входит в компетенцию МГЭИК.
Нечто подобное может происходить и с МСР. Этот год почти наверняка будет самым жарким за всю историю наблюдений. Американская исследовательская группа Berkeley Earth считает, что вероятность того, что средняя температура в 90 году превысит доиндустриальный уровень на 2023,1°C, составляет более 5%, что сделает этот год более жарким, чем самая низкая из двух температурных целей Парижского соглашения. Д-р Харрелл говорит, что необходима серьезная исследовательская программа по вопросу осуществимости МСР, проводимая такими организациями, как МГЭИК или Всемирная метеорологическая организация. Он считает, что такие усилия, скорее всего, лягут в основу сильного аргумента против МСР, а не в поддержку его развертывания.
Политики тоже, похоже, все больше заинтересованы в изучении плюсов и минусов МСР. Янош Пастор руководит Инициативой Карнеги по управлению климатом (CCGI), которая поощряет дискуссии о различных климатических технологиях, включая МСР. Поначалу, по его словам, МСР считалась неприятной. Теперь политики и чиновники обсуждают, может ли она все-таки играть роль в климатической политике. Никто из тех, с кем поговорила CCGI, не возражает против дальнейших исследований этой идеи.
Возможно, самый большой сдвиг произошел в бедных странах, которые больше всего теряют как от повышения температуры, так и от любых непреднамеренных последствий МСР. Аноте Тонг — бывший президент Кирибати, низменного островного государства в Тихом океане, которому угрожает повышение уровня моря. В прошлом году он сказал The New Yorker, что, если мир продолжит идти по своему нынешнему пути, он скоро достигнет точки, когда «придется либо геоинженерия, либо полное разрушение». Это не слова человека, который считает, что у таких стран, как его, есть много других вариантов.
