Para saintis sedang menampal awan untuk menyelamatkan Great Barrier Reef

Ia merupakan musim panas yang terik di Australia dan batu karang di Great Barrier Reef menunjukkan tanda awal tekanan. Pihak berkuasa yang menguruskan sistem terumbu karang terbesar di dunia menjangkakan satu lagi peristiwa pelunturan dalam beberapa minggu akan datang — jika itu berlaku, ia akan menjadi kali keenam sejak 1998 bahawa lonjakan suhu air telah menghapuskan sebahagian besar karang yang mendiami hidupan laut yang tidak terkira banyaknya.haiwan.Tiga daripada peristiwa pelunturan ini yang menjadikan karang lebih mudah terdedah kepada penyakit dan kematian telah berlaku dalam tempoh enam tahun yang lalu sahaja.Apabila karang mengalami keterlaluan dan tekanan haba yang berpanjangan, mereka mengeluarkan alga yang tinggal di dalam tisu mereka dan bertukar menjadi putih sepenuhnya. Ini boleh memberi kesan buruk kepada beribu-ribu spesies ikan, ketam dan spesies marin lain yang bergantung kepada terumbu karang untuk tempat perlindungan dan makanan. Untuk memperlahankan kadar karang pelunturan yang disebabkan oleh pemanasan lautan, sesetengah saintis melihat ke langit untuk mencari penyelesaian. Khususnya, mereka melihat awan.
Awan membawa lebih daripada sekadar hujan atau salji. Pada waktu siang, awan bertindak seperti payung gergasi, memantulkan sebahagian cahaya matahari dari Bumi kembali ke angkasa. Awan stratocumulus marin amat penting: ia terletak di altitud rendah, tebal dan meliputi kira-kira 20 peratus lautan tropika, menyejukkan air di bawah. Itulah sebabnya para saintis sedang meneroka sama ada sifat fizikal mereka boleh diubah untuk menghalang lebih banyak cahaya matahari. Di Great Barrier Reef, adalah diharapkan beberapa bantuan yang sangat diperlukan akan diberikan kepada koloni karang di tengah-tengah gelombang haba yang semakin kerap.Tetapi terdapat juga projek yang bertujuan untuk penyejukan global yang lebih kontroversi.
Idea di sebalik konsep ini adalah mudah: menembak sejumlah besar aerosol ke dalam awan di atas lautan untuk meningkatkan pemantulannya. Para saintis telah mengetahui selama beberapa dekad bahawa zarah dalam denai pencemaran yang ditinggalkan oleh kapal, yang kelihatan seperti denai di belakang pesawat, boleh menerangi sedia ada. awan.Itu kerana zarah ini mencipta benih untuk titisan awan;semakin banyak titisan awan, semakin putih dan lebih baik keupayaan awan untuk memantulkan cahaya matahari sebelum ia melanda dan memanaskan Bumi.
Sudah tentu, menembak aerosol bahan pencemar ke dalam awan bukanlah teknologi yang tepat untuk menyelesaikan masalah pemanasan global. Mendiang ahli fizik British John Latham telah mencadangkan pada tahun 1990 untuk menggunakan kristal garam daripada penyejatan air laut sebagai gantinya. Lautnya banyak, lembut, dan terutamanya percuma. Rakan sekerjanya Stephen Salter, profesor emeritus kejuruteraan dan reka bentuk di Universiti Edinburgh, kemudian mencadangkan mengerahkan armada sekitar 1,500 bot kawalan jauh yang akan belayar di lautan, menyedut air dan menyembur kabus halus ke awan untuk membuat awan lebih cerah. Memandangkan pelepasan gas rumah hijau terus meningkat, begitu juga minat terhadap cadangan luar biasa Latham dan Salter. Sejak 2006, pasangan itu telah bekerjasama dengan kira-kira 20 pakar dari University of Washington, PARC dan institusi lain sebagai sebahagian daripada Projek Pencerahan Awan Lautan (MCBP).Pasukan projek kini sedang menyiasat sama ada menambahkan garam laut secara sengaja pada awan stratocumulus yang rendah dan gebu di atas lautan akan mempunyai kesan penyejukan pada planet ini.
Awan kelihatan sangat terdedah kepada cerah di sepanjang pantai barat Amerika Utara dan Selatan serta tengah dan selatan Afrika, kata Sarah Doherty, seorang saintis atmosfera di Universiti Washington di Seattle yang telah menguruskan MCBP sejak 2018. Titisan Air Awan terbentuk secara semula jadi di lautan apabila lembapan terkumpul di sekitar butiran garam, tetapi menambah sedikit garam padanya boleh meningkatkan kuasa pantulan awan. Mencerahkan litupan awan besar di kawasan yang sesuai ini sebanyak 5% boleh menyejukkan sebahagian besar dunia, kata Doherty. Sekurang-kurangnya itulah yang simulasi komputer mencadangkan. "Kajian lapangan kami tentang memancarkan zarah garam laut ke dalam awan pada skala yang sangat kecil akan membantu untuk mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam tentang proses fizikal utama yang boleh membawa kepada model yang lebih baik," katanya. Eksperimen berskala kecil peranti prototaip dijadualkan bermula pada 2016 di tapak berhampiran Monterey Bay, California, tetapi ia telah ditangguhkan kerana kekurangan dana dan penentangan orang ramai terhadap kemungkinan kesan alam sekitar eksperimen itu.
"Kami tidak secara langsung menguji pencerahan awan lautan dalam mana-mana skala yang menjejaskan iklim," kata Doherty. Bagaimanapun, pengkritik, termasuk kumpulan alam sekitar dan kumpulan advokasi seperti Inisiatif Tadbir Urus Iklim Carnegie, bimbang walaupun satu percubaan kecil boleh menjejaskan global secara tidak sengaja. iklim kerana sifatnya yang kompleks."Idea bahawa anda boleh melakukan ini pada skala serantau dan pada skala yang sangat terhad adalah hampir satu kesilapan, kerana atmosfera dan lautan telah mengimport haba dari tempat lain," kata Ray Pierre Humbert, profesor fizik di Universiti Oxford. Terdapat juga cabaran teknikal. Membangunkan penyembur yang boleh mencerahkan awan dengan pasti bukanlah tugas yang mudah, kerana air laut cenderung tersumbat apabila garam terkumpul. Untuk menangani cabaran ini, MCBP meminta bantuan Armand Neukermans, pencipta pencetak inkjet asal, yang bekerja di Hewlett-Packard dan Xerox sehingga bersara. Dengan sokongan kewangan daripada Bill Gates dan veteran industri teknologi lain, Neukmans kini mereka bentuk muncung yang boleh meletupkan titisan air masin dengan saiz yang betul (120 hingga 400 nanometer dalam diameter) ke atmosfera.
Semasa pasukan MCBP bersedia untuk ujian luar, sekumpulan saintis Australia telah mengubah suai prototaip awal muncung MCBP dan mengujinya di Great Barrier Reef. Australia telah mengalami pemanasan 1.4°C sejak 1910, melebihi purata global 1.1° C, dan Great Barrier Reef telah kehilangan lebih separuh daripada karangnya akibat pemanasan lautan.
Pencerahan awan boleh memberikan sedikit sokongan untuk terumbu dan penduduknya. Untuk mencapai matlamat ini, ahli oseanografi kejuruteraan Universiti Southern Cross Daniel Harrison dan pasukannya memasang kapal penyelidikan dengan turbin untuk mengepam air keluar dari lautan. Sama seperti meriam salji, turbin mengekstrak air dan meletupkan trilion titisan kecil ke udara melalui 320 muncungnya. Titisan kering di udara, meninggalkan air garam masin, yang secara teorinya bercampur dengan awan stratocumulus peringkat rendah.
Eksperimen bukti konsep pasukan pada Mac 2020 dan 2021 — apabila batu karang paling berisiko dilunturkan pada penghujung musim panas Australia — terlalu kecil untuk mengubah litupan awan dengan ketara. Namun, Harrison terkejut dengan kelajuan yang asap masin melayang ke langit.Pasukannya menerbangkan dron yang dilengkapi dengan instrumen lidar sehingga 500 meter tinggi untuk memetakan gerakan kepulan itu.Tahun ini, sebuah pesawat akan meliputi beberapa meter yang tinggal untuk menilai sebarang tindak balas dalam awan melebihi 500 meter.
Pasukan itu juga akan menggunakan pensampel udara pada kapal penyelidikan kedua dan stesen cuaca di terumbu karang dan darat untuk mengkaji bagaimana zarah dan awan secara semula jadi bercampur untuk menambah baik model mereka." Kemudian kita boleh mula melihat bagaimana awan cerah, jika dilakukan pada skala yang lebih besar , mungkin menjejaskan lautan dengan cara yang wajar dan tidak dijangka,” kata Harrison.
Menurut pemodelan yang dilakukan oleh pasukan Harrison, mengurangkan cahaya di atas terumbu sebanyak kira-kira 6% akan mengurangkan suhu terumbu di rak tengah Great Barrier Reef bersamaan 0.6°C. Meningkatkan teknologi untuk meliputi semua terumbu—Terumbu Karang Besar terdiri daripada lebih daripada 2,900 terumbu individu sepanjang 2,300 kilometer—akan menjadi cabaran logistik, kata Harrison, kerana ia memerlukan kira-kira 800 stesen semburan untuk beroperasi selama berbulan-bulan sebelum dijangka ombak tinggi. Terumbu Karang Besar adalah sangat besar sehingga ia boleh dilihat dari angkasa, tetapi ia meliputi hanya 0.07% daripada permukaan Bumi. Harrison mengakui bahawa terdapat potensi risiko untuk pendekatan baharu ini yang perlu difahami dengan lebih baik. Pencerahan awan, yang boleh mengganggu awan atau mengubah tempatan cuaca dan corak hujan, juga menjadi kebimbangan utama dengan pembenihan awan. Ini adalah teknik yang melibatkan pesawat atau dron menambah cas elektrik atau bahan kimia seperti iodida perak pada awan untuk menghasilkan hujan. Emiriah Arab Bersatu dan China telah bereksperimen dengan teknologi untuk menangani haba atau pencemaran udara.Tetapi langkah sedemikian sangat kontroversi – ramai yang menganggapnya sangat berbahaya.Pembenihan awan dan pencerahan adalah antara campur tangan yang dipanggil "kejuruteraan geo". Pengkritik mengatakan ia terlalu berisiko atau gangguan daripada mengurangkan pelepasan.
Pada tahun 2015, ahli fizik Pierrehumbert mengarang bersama laporan Majlis Penyelidikan Kebangsaan mengenai campur tangan iklim, memberi amaran tentang isu politik dan tadbir urus. Tetapi laporan baharu daripada akademi, yang dikeluarkan pada Mac 2021, mengambil pendirian yang lebih menyokong kejuruteraan geo dan mengesyorkan agar kerajaan AS melabur $200 juta dalam penyelidikan.Pierrehumbert mengalu-alukan penyelidikan pencerahan awan laut tetapi menemui masalah dengan peralatan semburan yang dibangunkan sebagai sebahagian daripada projek penyelidikan yang sedang dijalankan. Teknologi itu boleh hilang kawalan, katanya. mengawal, mereka tidak akan menjadi orang yang membuat keputusan.”Kerajaan Australia dikritik hebat kerana tidak bertindak untuk menangani krisis iklim dan pergantungannya pada penjanaan kuasa arang batu, melihat awan lautan mencerahkan potensi. Pada April 2020, ia melancarkan program $300 juta untuk memulihkan Great Barrier Reef pada April 2020 – pembiayaan ini telah dibiayai penyelidikan, pembangunan teknologi dan ujian lebih daripada 30 campur tangan, termasuk pencerahan awan lautan .Walaupun langkah pelaburan besar-besaran seperti Yun Zengliang masih kontroversi. Kumpulan alam sekitar berpendapat ini boleh menimbulkan risiko ekologi dan mengalih perhatian daripada usaha untuk mengehadkan pelepasan gas rumah hijau.
Tetapi walaupun pencerahan awan terbukti berkesan, Harrison tidak fikir ia akan menjadi penyelesaian jangka panjang untuk menyelamatkan Great Barrier Reef."Awan yang mencerahkan hanya boleh membawa penyejukan yang terhad," katanya, dan dengan krisis iklim yang mungkin bertambah buruk, kesan daripada sebarang pencerahan tidak lama lagi akan dapat diatasi. Sebaliknya, Harrison berpendapat, matlamatnya adalah untuk membeli masa sementara negara mengurangkan pelepasan mereka. "Sudah terlambat untuk berharap bahawa kita dapat mengurangkan pelepasan dengan cepat untuk menyelamatkan terumbu karang tanpa sebarang campur tangan."
Mencapai pelepasan sifar bersih menjelang 2050 akan memerlukan penyelesaian inovatif pada skala global. Dalam siri ini, Wired, dengan kerjasama inisiatif Rolex Forever Planet, menonjolkan individu dan komuniti yang berusaha menyelesaikan beberapa cabaran alam sekitar kami yang paling mendesak. Ia dihasilkan di perkongsian dengan Rolex, tetapi semua kandungan adalah bebas dari segi editorial.ketahui lebih lanjut.