Арктическая геоинженерия - Arctic geoengineering

Площадь морского льда в Арктике в 2007 г. по сравнению с 2005 г., а также по сравнению со средним значением 1979-2000 гг.

Температуры в Арктический в регионе имели тенденцию расти быстрее, чем в среднем в мире. Прогнозы морской лед убытки, скорректированные с учетом недавних быстрых Арктическая усадка предполагают, что Арктика, вероятно, освободится от летнего морского льда где-то между 2059 и 2078 годами.[1] Разные климатическая инженерия были предложены схемы для снижения вероятности значительных и необратимых эффектов, таких как Выброс метана в Арктике.

Было сделано несколько предложений по климатической инженерии, специфичных для Арктики. Они обычно гидрологический в природе, и в основном сосредоточены на мерах по предотвращению Потеря арктического льда.

Кроме того, другие управление солнечным излучением методы климатической инженерии, такие как стратосферные сульфатные аэрозоли[2] Были предложены. Это охладит Арктику за счет регулировки альбедо атмосферы.

Фон

Арктический регион играет важную роль в регулировании климата Земли. Условия в Арктике могут указывать на существование переломные моменты, в том числе обратная связь ледового альбедо из тающей Арктики морской лед[3] и Выброс метана в Арктике от таяния вечная мерзлота и клатрат метана.[4] Скорость отступления арктических морских льдов в будущем вызывает споры. В Четвертый оценочный доклад МГЭИК 2007 г. гласит, что «по некоторым прогнозам, морской лед в Арктике в конце лета почти полностью исчезнет к концу XXI века». Однако с тех пор лед неожиданно сильно отступил, достигнув рекордно низкой площади летом 2007 года, а затем несколько восстановился в 2008 году.

Переломный процесс потенциально может начаться по мере потепления Арктического региона, если положительный отзыв с достаточным усилением. Тим Лентон предполагает, что отступление морской лед такой процесс, и чаевые, возможно, уже начались.[5] Климатическая инженерия была предложена для предотвращения или обращения вспять переломных моментов в Арктике, в частности, чтобы остановить отступление морского льда.

Предотвращение такой потери льда важно для контроля климата, поскольку лед в Арктике регулирует глобальные температуры благодаря своим свойствам. альбедо, а также сдерживая выбросы метана от вечной мерзлоты у береговой линии в Арктическом регионе.[6][7][ненадежный источник? ] Кроме того, морской лед играет более широкую климатическую роль в регионе и в целом поддерживает вечную мерзлоту в регионе, изолируя холодные зимние ветры от теплого моря.[8]

Создание более толстого морского льда

Было предложено активно усилить полярную ледяную шапку, распыляя или закачивая воду на ее вершину, чтобы образовать более толстый морской лед.[9] Поскольку лед является изолятором, вода на поверхности льда имеет тенденцию замерзать быстрее, чем вода внизу.

Было предложено уплотнение льда путем распыления морской воды на существующий лед.[10][11] Морской лед - эффективный теплоизолятор, и поэтому на верхней поверхности ледяного покрова замерзание происходит гораздо быстрее, чем на нижней. Более толстый морской лед более структурно стабилен и более устойчив к таянию из-за его увеличенной массы. Дополнительным преимуществом этого метода является то, что повышенное содержание соли в тающем льду будет иметь тенденцию к усилению нисходящих течений при повторном таянии льда.[12]

Часть льда в море - это замороженная морская вода. Другой лед поступает из ледников, которые образуются из уплотненного снега и, следовательно, представляют собой пресноводный лед.

Если соленый водный лед делается поверх пресноводного льда, если он тает, он может быстро пробить нижние слои ледяного покрова.[требуется полная цитата ] (Соленая вода тает при более низкой температуре, чем пресная вода.) Некоторые предполагают, что речная вода может быть использована для уплотнения пресноводного льда, если эта проблема считается важной.

Стратосферные сульфатные аэрозоли

Caldeira и Дерево проанализировали влияние климатической инженерии в Арктике с использованием стратосферные сульфатные аэрозоли.[13] Этот метод не является специфическим для арктического региона. Он обнаружил, что В высоких широтах меньше солнечного света отклоняется на единицу изменения альбедо, но обратная связь климатической системы там действует сильнее. Эти два эффекта в значительной степени нейтрализуют друг друга, делая изменение глобальной средней температуры на единицу альбедо верхней части атмосферы относительно нечувствительным к широте.[13]

Влияние на температуру и соленость океана

Это было предложено[14] которые локально влияют на соленость и температуру Северного Ледовитого океана, изменяя соотношение тихоокеанских и речных вод, поступающих через Берингов пролив может сыграть ключевую роль в сохранении арктического морского льда. Целью было бы создание относительного увеличения притока пресной воды из Река Юкон, при этом перекрывая (частично) теплые и более соленые воды Тихого океана. Предлагаемые варианты геоинженерии включают плотину[15] соединение Остров Святого Лаврентия и порог под узкой частью пролива.

Рекомендации

  1. ^ Бо, Жюльен; Холл, Алексей; Цюй Синь (15 марта 2009 г.). «Сентябрьский ледяной покров Северного Ледовитого океана по прогнозам исчезнет к 2100 году». Природа Геонауки. Springer Nature. 2 (5): 341–343. Bibcode:2009NatGe ... 2..341B. Дои:10.1038 / ngeo467. ISSN  1752-0894.
  2. ^ Крутцен, Пол Дж. (25 июля 2006 г.). "Повышение уровня альбедо за счет инъекций стратосферы серы: вклад в решение политической дилеммы?". Изменение климата. Springer Nature. 77 (3–4): 211–220. Bibcode:2006ClCh ... 77..211C. Дои:10.1007 / s10584-006-9101-y. ISSN  0165-0009.
  3. ^ Винтон, Майкл (13 декабря 2006 г.). «Есть ли у арктических морских льдов переломный момент?». Письма о геофизических исследованиях. Американский геофизический союз (AGU). 33 (23): L23504. Bibcode:2006GeoRL..3323504W. Дои:10.1029 / 2006gl028017. ISSN  0094-8276.
  4. ^ Арчер, Д .; Баффетт, В .; Бровкин, В. (18 ноября 2008 г.). «Гидрат метана в океане как медленный переломный момент в глобальном углеродном цикле». Труды Национальной академии наук. 106 (49): 20596–20601. Bibcode:2009PNAS..10620596A. Дои:10.1073 / pnas.0800885105. ISSN  0027-8424. ЧВК  2584575. PMID  19017807.
  5. ^ Lenton, T. M .; Held, H .; Kriegler, E .; Hall, J. W .; Lucht, W .; Rahmstorf, S .; Шеллнхубер, Х. Дж. (7 февраля 2008 г.). «Опрокидывающие элементы в климатической системе Земли». Труды Национальной академии наук. 105 (6): 1786–1793. Bibcode:2008PNAS..105.1786L. Дои:10.1073 / pnas.0705414105. ISSN  0027-8424. ЧВК  2538841. PMID  18258748.
  6. ^ Коннор, Стив (23 сентября 2008 г.). «Эксклюзив: метановая бомба замедленного действия - изменение климата, окружающая среда - независимые». Ученые Арктики обнаруживают новую угрозу глобального потепления, поскольку тающая вечная мерзлота выделяет миллионы тонн газа, в 20 раз более разрушительного, чем углекислый газ.. independent.co.uk. В архиве из оригинала 19 декабря 2008 г.. Получено 2 января 2009.
  7. ^ «Метан от тающей сибирской вечной мерзлоты». Выбросы метана в результате таяния вечной мерзлоты: еще одна угроза изменению климата. TerraNature Trust. 15 сентября 2006 г. В архиве из оригинала 11 января 2009 г.. Получено 2 января 2009.
  8. ^ ACIA (2005). Оценка воздействия на климат Арктики - Научный отчет. Издательство Кембриджского университета. С. 216–217. ISBN  978-0-521-86509-8.
  9. ^ Уоттс, Роберт Г. (1997). «Криосферные процессы». Инженерное реагирование на глобальное изменение климата: планирование научных исследований и разработок. CRC Press. п. 419. ISBN  978-1-56670-234-8.
  10. ^ Рена Мари Пачелла (29 июня 2007 г.). «Методы изолентой для спасения Земли: повторное замораживание Арктики». Популярная наука. Получено 4 марта 2009.
  11. ^ «Команда АГУ предлагает восстановить лед в Арктике с помощью 10 миллионов ветряных мельниц». Государственный университет Аризоны. 22 декабря 2016.
  12. ^ С. Чжоу; П. К. Флинн (2005). «Геоинженерия нисходящих океанских течений: оценка затрат». Изменение климата. 71 (1–2): 203–220. Дои:10.1007 / s10584-005-5933-0.
  13. ^ а б Caldeira, K .; Вуд, Л. (13 ноября 2008 г.). «Глобальная и арктическая климатическая инженерия: исследования численных моделей». Философские труды Королевского общества A: математические, физические и инженерные науки. Королевское общество. 366 (1882): 4039–4056. Bibcode:2008RSPTA.366.4039C. Дои:10.1098 / rsta.2008.0132. ISSN  1364-503X. PMID  18757275.
  14. ^ Шуттенхельм, Рольф (2008). «Перекресток Диомида - Спасение Северного полюса? Мысли о правдоподобности». Архивировано из оригинал 25 июля 2011 г.
  15. ^ «Может ли массивная плотина между Аляской и Россией спасти Арктику?». HuffPost. 27 ноября 2010 г.. Получено 10 марта 2011.

дальнейшее чтение