Охлаждение атмосферы на градус потребует 10 миллионов тонн серного аэрозоля ежегодно

Американские климатологи смоделировали изменение температуры при распылении сульфатного аэрозоля в стратосфере. Моделирование показало, что метод позволяет добиться охлаждения атмосферы на один и более градус Цельсия к 2069 году. Но для этого потребуется ежегодно вводить в атмосферу 10 миллионов тонн аэрозоля. Подобные работы необходимы для оценки рисков и последствий при применении геоинженерных методов. Статья опубликована в PNAS.

Геоинженерия — это комплекс технологических методов, которые направлены на намеренное изменение климата Земли. Одна из целей проектов подобного рода — уменьшить или свести на нет повышение температуры, вызванное деятельностью человека. Исходя из данных доклада Межправительственной группы экспертов по изменению климата, сейчас температура увеличилась на полтора градуса Цельсия по сравнению с доиндустриальной эпохой. Удержание температуры на уровне полутора градусов требует масштабных проектов. Наиболее перспективный из них предполагает управление солнечным излучением (solar radiation modification — SRM). Один из способов, как это сделать — распылить в стратосфере аэрозоль, который будет отражать солнечный свет и, следовательно, охлаждать атмосферу: аналогичный процесс происходит при извержении вулканов, когда в стратосферу попадают мелкие частицы, в частности, сульфата.

Применение таких методов требует точных прогнозов реакции климата и воздействия на человека и экосистемы. Одной из проблем до недавнего времени оставалась произвольность при выборе параметров моделирования SRM: даты начала и конца введения серы в атмосферу, её объём, опасности при перерывах введения серы, желаемая степень охлаждения. Это затрудняло сравнение моделей между собой и оценку их влияния на климат.

Группа исследователей из США и Японии под руководством Дугласа Макмартина (Douglas MacMartin) из Корнельского университета провела моделирование, которое оценивает влияние SRM на климат в 35-летней перспективе. Варьируя параметры моделей, удалось проследить динамику изменения температуры, дождя, снега и других показателей.

Разработанные модели предполагают введение SO₂ в районах 15 и 30 северной и южной параллелей, при этом интенсивность введения серы будет определяться исходя из динамики изменения температуры. Высота введения аэрозоля составляет 21,5 километра, это вполне достижимо в обозримом будущем с учетом развития техники. Чтобы глобально охладить атмосферу на один градус Цельсия нужно распылять около 10 миллионов тонн SO₂ в год. Это приблизительно вдвое меньше, чем при извержении вулкана Пинатубо в 1991 году.

Другими важными характеристиками служат даты начала и окончания введения серы в атмосферу. Начало для большинства моделей приходится на 2035 год, окончание — на 2069.

Также ученые рассмотрели климатические эффекты от разных вариантов завершения проекта. Модели показывают, что даже постепенное сокращение объёма распыления аэрозоля в течение 10 лет по эффекту не слишком отличается от мгновенного прекращения работ. Это вызовет рост температуры до уровня, который существовал бы без использования SRM. Потенциально это приведет к более серьезным последствиям чем медленное увеличение температуры на аналогичную величину. Это говорит о том, что требуется ещё более медленное прекращение впрыскивания стратосферного аэрозоля.

Геоинженерные проекты направлены на положительные изменения климата, но они нередко предполагают и опасные побочные эффекты, в том числе возникновение ураганов, снижение биоразнообразия и снижение урожая. Тем не менее исследования в этом направлении продолжаются и ученые разрабатывают новые относительно безопасные методы. Подробнее о геоинженерии мы рассказывали в материале «Я тучу разведу руками».

Александр Марфин