یک مطالعه مدل سازی اخیر نگرانی های جدیدی را در مورد غیرقابل پیش بینی بودن مهندسی زمین خورشیدی ایجاد کرده است و توانایی ما را برای مدیریت قابل اعتماد نتایج این رویکرد برای کاهش تغییرات آب و هوا زیر سوال می برد.
ژئومهندسی خورشیدی با کاهش میزان تابش خورشیدی که به سطح زمین می رسد، خنک کردن سیاره را انجام می دهد و اثر کم نوری که پس از فوران های آتشفشانی دیده می شود را تکرار می کند. این راه حل قابل قبولی روی کاغذ به نظر می رسد، به ویژه با توجه به اینکه تلاش های فعلی برای محدود کردن انتشار گازهای گلخانه ای برای جلوگیری از فراتر رفتن از آستانه 1.5 درجه سانتی گراد در دهه آینده کافی نخواهد بود. اما از زمان ورود به جریان اصلی گفتمان علمی، رویکردهای مهندسی ژئومهندسی به تغییرات اقلیمی موضوعی تفرقه‌انگیز بوده است.
بسته به این که از چه کسی بپرسید، مهندسی زمین خورشیدی به عنوان یک تهدید برای اقدامات آب و هوایی قابل توجه، بازگشتی دوردست، یا یک قطعه ضروری از پازل دیده می شود. چیزی که اکثر مردم می توانند روی آن توافق داشته باشند این است که ما هنوز مفاهیم ژئوفیزیکی و سیاسی آن را به خوبی درک نکرده ایم.
برای رفع این مشکل، این تیم اثرات منطقه ای تزریق ذرات معلق گوگرد به استراتوسفر استوایی را مدلسازی کرد. آنها از یک مدل آب و هوای شیمی آئروسل جهانی استفاده کردند که شیمی و میکروفیزیک آئروسل های سولفات را در سیستم های آب و هوایی پیچیده به هم مرتبط می کند، به ویژه اینکه چگونه آئروسل ها گرمای ساطع شده از زمین را به نام تشعشعات موج بلند جذب می کنند.
تیم تحقیقاتی نوشت: «ما دریافتیم که برخی از اثرات مضر این تزریق به اندازه تأثیرات خود تغییرات آب و هوایی در برخی مناطق است. “این شامل گرم شدن شدید در 15 کیلومتری بالای مناطق استوایی است که الگوهای آب و هوایی در مقیاس بزرگ را در جو تغییر می دهد … افزایش گرمایش سطح در مناطق قطبی و اصلاح الگوهای بارش منطقه ای بر روی خشکی، بنابراین به طور کامل گرمایش با انتشار بالا را کاهش نمی دهد. سناریو در عرض های جغرافیایی شمالی بالا.” “
یکی از یافته های کلیدی این مقاله می گوید هلن مور در دانشگاه علم و صنعت نروژ، که در این مطالعه شرکت نداشت، معتقد است که جذب تابش امواج بلند توسط ذرات معلق در عرض جغرافیایی پایین به طور قابل توجهی به پیامدهای ناخواسته یا ناخواسته کمک می کند. این عواقب ممکن است شامل گرم شدن منطقه در هنگام تزریق آئروسل ها در عرض های جغرافیایی پایین تر باشد.
«یافته‌ها در حال افزایش هستند [the idea] که اثرات ناموزون و غیرقابل پیش بینی و همچنین برداشت ها و اطلاعات نادرست در مورد آنها منجر به [stratospheric aerosol interventions] “سیب زمینی داغ” غیرمعمول داغ می گوید اولاف کوریدانشمند علوم سیاسی در دانشگاه لیدز، که در این مطالعه شرکت نداشت.
نویسندگان مطالعه پیشنهاد می‌کنند که استفاده از مواد کمتر جاذب، مانند الماس یا آلومینا، یا موادی که از نظر شیمیایی خنثی هستند، مانند کلسیت، ممکن است برخی از عوارض جانبی را در کنار استراتژی‌های تزریقی پیچیده‌تر کاهش دهد.
اندرو لاکلی یک محقق مستقل که در این کار نیز شرکت نداشته است، می‌گوید که این مطالعه وزن بیشتری را به مجموعه کار اضافه می‌کند و نشان می‌دهد که قرار دادن و نوع آئروسل موفقیت را تعیین می‌کند. “من فکر می کنم این نشان می دهد که همانطور که مدتی است مشکوک بودیم، گرمایش استراتوسفر با تزریق آئروسل سولفات یک مشکل مهم است.” لاکلی می گوید: “ما باید مطمئن شویم که به دنبال استفاده از ذرات معلق در هوا با اندازه بهینه و موادی هستیم که برای به حداقل رساندن گرمایش استراتوسفر طراحی شده اند.” توزیع قطبی بیشتر تزریق‌های آئروسل استراتوسفر مفید خواهد بود – نه حداقل به این دلیل که ارزان‌تر است، بلکه به این دلیل که تقویت قطبی گرمایش جهانی را اصلاح می‌کند.
لاکلی تأکید می‌کند که اگرچه مدلسازی نتایج اقلیمی مداخلاتی مانند این ارزشمند است، پیوند نتایج با داده‌های دنیای واقعی برای درک تأثیرات واقعی بسیار مهم است. او می‌گوید: «درک سرنوشت ذرات معلق در هوا که به جو تزریق می‌کنیم مهم است. نکته مهم در این امر این است که مطمئن شویم از آزمایش‌های اولیه و کافی استفاده می‌کنیم… برای درک بهتر چرخه زندگی آئروسل در استراتوسفر و اثرات حرارتی و دینامیکی ناشی از آن.»
کوری استدلال می کند که حتی اگر پیامدهای جوی تزریق آئروسل استراتوسفر کاملاً مشخص باشد، یک مشکل اضافی با مطالعات مدل سازی وجود دارد. آنها لزوماً پیچیدگی اجرای مداخلات در مقیاس بزرگ در سراسر مرزهای ملی یا چالش های عملی موجود را در نظر نمی گیرند.
کوری می‌گوید: «این رویکردهای مدلسازی به‌گونه‌ای انجام می‌شوند که همه آشفتگی‌های جهان را نادیده می‌گیرند، و معرفی مجدد آن … برای جلوگیری از تخمین بیش از حد خوش‌بینانه آن ضروری است». دومی خطرات بیش از حد خوش بینی را ایجاد می کند، که این خطر را افزایش می دهد که این ایده ها کاهش انتشار گازهای گلخانه ای را که به شدت مورد نیاز است، خراب کنند.