Utilizando un modelo informático sofisticado, los científicos han demostrado por primera vez que un nuevo enfoque de investigación para la geoingeniería podría potencialmente usarse para limitar el calentamiento de la Tierra a un objetivo específico al tiempo que reduce algunos de los riesgos y preocupaciones identificados en estudios anteriores, incluido el enfriamiento desigualdel globo
Los científicos desarrollaron un algoritmo especializado para un modelo del sistema de la Tierra que varía la cantidad y la ubicación de la geoingeniería, en este caso, inyecciones de dióxido de azufre en la atmósfera, que en teoría sería necesario, año tras año, paracalentamiento de la tapa. Sin embargo, advierten que se necesita más investigación para determinar si este enfoque sería práctico, o incluso posible, en el mundo real.
Los resultados de la nueva investigación, dirigida por científicos del Centro Nacional de Investigación Atmosférica NCAR, el Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico PNNL y la Universidad de Cornell, representan un importante paso adelante en el campo de la geoingeniería. Sin embargo, hayMuchas preguntas que deben responderse sobre las inyecciones de dióxido de azufre, incluida la forma en que este tipo de ingeniería podría alterar los patrones regionales de precipitación y la medida en que tales inyecciones dañarían la capa de ozono. La posibilidad de un esfuerzo de geoingeniería global para combatir el calentamiento también plantea una gobernanza seriay preocupaciones éticas.
"Este es un hito importante y ofrece una promesa de lo que podría ser posible en el futuro", dijo el científico de NCAR Yaga Richter, uno de los autores principales. "Pero es solo el comienzo; hay mucha más investigación que necesitaser hecho "
Los estudios de modelos anteriores han tratado de responder a la pregunta "¿Qué sucede si hacemos geoingeniería?" Los resultados de esos estudios han descrito los resultados, tanto positivos como negativos, de inyectar una cantidad predeterminada de sulfatos en la atmósfera, a menudojusto en el ecuador de la Tierra. Pero no intentaron especificar el resultado que esperaban lograr desde el principio.
En una serie de nuevos estudios, los investigadores dieron la vuelta a la pregunta y, en su lugar, preguntaron: "¿Cómo podría usarse la geoingeniería para cumplir objetivos climáticos específicos?"
"Realmente hemos cambiado la pregunta, y al hacerlo, descubrimos que podemos entender mejor lo que la geoingeniería puede lograr", dijo Richter.
Los resultados de la investigación se detallan en una serie de artículos publicados en un número especial de la Revista de Investigación Geofísica - Atmósferas .
imitando un volcán
En teoría, la geoingeniería - intervenciones a gran escala diseñadas para modificar el clima - podría tomar muchas formas, desde lanzar espejos solares en órbita hasta fertilizar algas oceánicas con hambre de carbono. Para esta investigación, el equipo estudió un enfoque muy discutido:inyectando dióxido de azufre en la atmósfera superior, por encima de la capa de nubes.
La idea de combatir el calentamiento global con estas inyecciones está inspirada en las erupciones volcánicas más masivas de la historia. Cuando los volcanes hacen erupción, elevan el dióxido de azufre a la atmósfera, donde se convierte químicamente en partículas de sulfato dispersantes de luz llamadas aerosoles. Estos sulfatos, quepuede permanecer en la atmósfera durante algunos años, se propagan alrededor de la Tierra por los vientos estratosféricos, formando una capa reflectante que enfría el planeta.
Para imitar estos efectos, el dióxido de azufre podría inyectarse directamente en la estratosfera, quizás con la ayuda de aviones de alto vuelo. Pero aunque las inyecciones contrarrestarían el calentamiento global, no abordarían todos los problemas asociados con el cambio climático, yprobablemente tendría sus propios efectos secundarios negativos.
Por ejemplo, las inyecciones no compensarían la acidificación de los océanos, que está directamente relacionada con las emisiones de dióxido de carbono. La geoingeniería también podría provocar interrupciones significativas en los patrones de lluvia, así como retrasos en la curación del agujero de ozono. Además, una vez que la geoingeniería comenzó, si la sociedadquería evitar un aumento rápido y drástico de la temperatura, las inyecciones tendrían que continuar hasta que los esfuerzos de mitigación fueran suficientes para limitar el calentamiento por sí mismos.
También es probable que haya desafíos importantes de gobernanza internacional que tendrían que superarse antes de que se pudiera implementar un programa de geoingeniería.
"Para que los encargados de tomar decisiones evalúen con precisión los pros y los contras de la geoingeniería contra los del cambio climático causado por el hombre, necesitan más información", dijo el científico de PNNL Ben Kravitz, también autor principal de los estudios. "Nuestro objetivo es mejorarentender qué puede hacer la geoingeniería, y qué no puede hacer "
MODELANDO LA QUÍMICA COMPLEJA
Para los nuevos estudios, los científicos utilizaron el Modelo de Sistema Terrestre Comunitario basado en NCAR con su componente atmosférico extendido, el Modelo de Clima Comunitario de Atmósfera Completa. El WACCM incluye química y física detalladas de la atmósfera superior y se actualizó recientemente para simular la evolución de aerosoles estratosféricosde gases fuente, incluida la geoingeniería.
"Fue crítico para este estudio que nuestro modelo sea capaz de capturar con precisión la química en la atmósfera para que podamos entender qué tan rápido el dióxido de azufre se convertiría en aerosoles y cuánto tiempo esos aerosoles se quedarían", dijo el científico del NCAR Michael Mills, también autor principal. "La mayoría de los modelos climáticos globales no incluyen esta química atmosférica interactiva".
Los científicos también mejoraron significativamente la forma en que el modelo simula los vientos estratosféricos tropicales, que cambian de dirección cada pocos años. Representar con precisión estos vientos es fundamental para comprender cómo se soplan los aerosoles en todo el planeta.
Los científicos probaron con éxito su modelo al ver qué tan bien podía simular la erupción masiva de 1991 del Monte Pinatubo, incluida la cantidad y la tasa de formación de aerosoles, así como también cómo se transportaron esos aerosoles en todo el mundo y cuánto tiempo permanecieron en elatmósfera.
Luego, los científicos comenzaron a explorar los impactos de inyectar dióxido de azufre en diferentes latitudes y altitudes. De estudios anteriores, los científicos sabían que los sulfatos inyectados solo en el ecuador afectan la Tierra de manera desigual: sobreenfriando los trópicos y subenfriando los polos.Esto es especialmente problemático ya que el cambio climático está calentando el Ártico a un ritmo más rápido. El cambio climático también está causando que el Hemisferio Norte se caliente más rápido que el Hemisferio Sur.
Los investigadores utilizaron el modelo para estudiar 14 posibles sitios de inyección en siete latitudes diferentes y dos altitudes diferentes, algo que nunca antes se había intentado en la investigación de geoingeniería. Descubrieron que podían distribuir el enfriamiento de manera más uniforme en todo el mundo al elegir los sitios de inyección enlado del ecuador.
CUMPLIMIENTO DE OBJETIVOS MÚLTIPLES
Luego, los investigadores reunieron todo su trabajo en una simulación de modelo único con objetivos específicos: limitar el calentamiento global promedio a los niveles de 2020 hasta el final del siglo y minimizar la diferencia de enfriamiento entre el ecuador y los polos, así como entrelos hemisferios norte y sur.
Le dieron al modelo cuatro opciones de sitios de inyección, a 15 grados y 30 grados de latitud norte y sur, y luego implementaron un algoritmo que determina, para cada año, los mejores sitios de inyección y la cantidad de dióxido de azufre necesaria enLa capacidad del modelo para reformular la cantidad de geoingeniería necesaria cada año, en función de las condiciones de ese año, también permitió que la simulación respondiera a las fluctuaciones naturales del clima.
El modelo mantuvo con éxito las temperaturas de la superficie cerca de los niveles de 2020 en un contexto de aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero que sería coherente con un escenario normal. La capacidad del algoritmo para elegir sitios de inyección enfrió la Tierra de manera más uniforme que en estudios anteriores,porque podría inyectar más dióxido de azufre en regiones que se estaban calentando demasiado rápido y menos en áreas que se habían enfriado en exceso.
Sin embargo, para fines de siglo, la cantidad de dióxido de azufre que tendría que inyectarse cada año para compensar el calentamiento global causado por los humanos sería enorme: casi cinco veces la cantidad arrojada al aire por el Monte Pinatubo el 15 de junio, 1991.
VOLVER A LA PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN
"Los resultados demuestran que es posible cambiar la pregunta de investigación que ha estado guiando los estudios de geoingeniería y no solo explorar lo que hace la geoingeniería, sino verla como un problema de diseño", dijo Doug MacMartin, científico de Cornell y el Instituto de Tecnología de California."Cuando lo vemos desde esa perspectiva, podemos comenzar a desarrollar una estrategia sobre cómo cumplir con los objetivos de la sociedad".
En la serie actual de estudios, ajustar el plan de geoingeniería solo una vez al año permitió a los investigadores mantener la temperatura global promedio a los niveles de 2020 en un año determinado, pero las temperaturas regionales, así como los cambios estacionales de temperatura, a veces fueron más fríoso más caliente de lo deseado. Por lo tanto, los siguientes pasos podrían incluir explorar la posibilidad de hacer ajustes más frecuentes en una opción diferente de lugares de inyección.
Los científicos ya están trabajando en un nuevo estudio para ayudarlos a comprender los posibles impactos que la geoingeniería podría tener en los fenómenos regionales, como los monzones asiáticos.
"Todavía estamos muy lejos de comprender todas las interacciones en el sistema climático que podrían desencadenarse por la geoingeniería, lo que significa que aún no entendemos la gama completa de posibles efectos secundarios", dijo el científico de NCAR Simone Tilmes, un líderautor: "Pero el cambio climático también plantea riesgos. La investigación continua en geoingeniería es crítica para evaluar los beneficios y los efectos secundarios e informar a los tomadores de decisiones y a la sociedad".
La investigación fue financiada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa y la National Science Foundation, patrocinador de NCAR.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Centro Nacional de Investigación Atmosférica NCAR . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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