Poiché i livelli di gas serra nell'atmosfera continuano ad aumentare e gli impatti dei cambiamenti climatici diventano più costosi, la comunità scientifica sta raddoppiando gli sforzi per indagare sui potenziali rischi e benefici dell'ombreggiatura artificiale della superficie terrestre per rallentare il riscaldamento globale.
Il Marine Cloud Brightening (MCB) è uno dei due principali metodi di modifica della radiazione solare proposti per compensare gli effetti peggiori del riscaldamento globale mentre avanza la decarbonizzazione. Le proposte MCB prevedono l'iniezione di nebbia salina nelle nuvole marine poco profonde per illuminarle, aumentando la loro riflessione della luce solare e riducendo la quantità di calore assorbita dall'acqua sottostante.
Un gruppo di 31 eminenti scienziati atmosferici sta ora offrendo una tabella di marcia consensuale per la ricerca sulle scienze fisiche per costruire la base di conoscenze necessaria per valutare la fattibilità degli approcci MCB. La loro tabella di marcia è descritta in un nuovo articolo pubblicato sulla rivista Science Advances .
"L'interesse per l'MCB sta crescendo, ma i politici attualmente non hanno le informazioni di cui hanno bisogno per prendere decisioni su se e quando l'MCB dovrebbe essere implementato", ha affermato l'autore principale Graham Feingold, un ricercatore del Laboratorio di scienze chimiche della NOAA.
"La domanda è se possiamo progettare un programma di ricerca MCB utilizzando i nostri attuali strumenti di modellazione e osservazione per stabilire la fattibilità di questo approccio su scala globale e, in caso negativo, cosa è necessario fare per posizionarci in modo da farlo."
Ombreggiare artificialmente il pianeta non farebbe nulla per ridurre il motore del cambiamento climatico, le emissioni di gas serra causate dall'uomo, ha affermato il coautore Lynn Russell, scienziato del clima presso lo Scripps Institution of Oceanography presso l'Università della California a San Diego.
"La recente accelerazione degli impatti del riscaldamento globale significa che dobbiamo prendere in considerazione piani di backup non ideali solo per guadagnare abbastanza tempo per ridurre le emissioni di gas serra e gli oneri esistenti", ha affermato Russell. "Un piano di ricerca è essenziale prima di poter prendere in considerazione l'adozione dell'MCB e dobbiamo affrontare contemporaneamente le questioni di scienza fisica e le dimensioni umane."
Le attuali proposte MCB si basano sullo spruzzo di acqua salata, che imiterebbe i pennacchi di emissioni ricche di zolfo provenienti dalle cataste delle navi o dai vulcani, per aumentare la concentrazione di aerosol nell’atmosfera marina inferiore. Idealmente, le goccioline nell'acqua salata evaporano per produrre particelle fini che vengono trasportate fino allo strato nuvoloso da moti d'aria turbolenti e convettivi.
Se le tecniche MCB potessero influenzare costantemente le nuvole per riflettere più luce solare nello spazio rispetto a nuvole simili con una concentrazione di goccioline inferiore, allora avrebbero il potenziale per essere un’efficace tecnica di modifica della radiazione solare, almeno su scala locale, dicono gli scienziati. Ciò a sua volta potrebbe produrre un certo raffreddamento su scala locale.
Lo studio propone un programma sostanziale e mirato di ricerca MCB che comprende studi di laboratorio, esperimenti sul campo e modellazione del cloud. Di conseguenza, sono necessarie nuove strutture di laboratorio per colmare le lacune nella comprensione dei processi microfisici degli aerosol e delle nuvole, poiché pochi laboratori esistenti sono in grado di affrontare questi processi.
Sono necessari esperimenti sul campo di lunga durata utilizzando una sorgente puntiforme in una posizione oceanica dove le condizioni sono favorevoli, insieme a nuove osservazioni e nuovi modelli per testare la tecnologia di spruzzatura delle particelle di sale. Ciò consentirebbe agli scienziati di determinare il grado in cui gli spruzzi del mare emessi vicino alla superficie raggiungerebbero la base nuvolosa in una varietà di condizioni.
I ricercatori possono sfruttare gli analoghi esistenti per gli esperimenti di seeding delle nuvole, come le emissioni vulcaniche naturali, la combustione di biomassa, i pennacchi di scarico di singole navi o rotte di navigazione designate, fonti puntiformi urbane e pennacchi urbani.
In termini pratici, i ricercatori devono sviluppare una sufficiente fiducia nel fatto che particelle di dimensioni adeguate possano essere generate e consegnate alle nuvole e, una volta lì, agire per formare goccioline di nuvole che diffondono efficacemente la luce solare. Avrebbero bisogno di dimostrare che le nuvole potrebbero essere schiarite in modo coerente e su un’area abbastanza grande da raffreddare significativamente l’oceano sottostante – e che il tentativo di manipolare le nuvole non causerebbe l’assottigliamento delle nuvole o la pioggia di goccioline, il che potrebbe consentire un aumento del riscaldamento.
Gli scienziati dovrebbero inoltre dimostrare che lo schiarimento delle nuvole sarebbe misurabile per dimostrare che funzionerebbe come previsto su scale rilevanti a livello globale o in ecosistemi regionali sensibili, come le barriere coralline.
Le nuvole non sono create tutte allo stesso modo:alcune sono più suscettibili alle iniezioni di aerosol rispetto ad altre. Una nuvola già luminosa, con un'elevata concentrazione di gocce, è molto più difficile da illuminare rispetto a una nuvola esile con una bassa concentrazione di gocce. Il modo in cui una nuvola risponde ai tentativi di manipolazione dipende sottilmente dal tempo e dalle condizioni dell'aerosol di fondo.
A complicare le cose, la dimensione e la quantità ottimali delle particelle dipendono probabilmente dalle proprietà delle nuvole che possono cambiare mentre si spostano nell’aria. Ciò spiega l'elevata variabilità nella frequenza delle tracce delle navi, ha affermato Feingold.
"Dovremmo portare le particelle delle giuste dimensioni nelle nuvole ricettive al momento giusto del giorno e della stagione, e su aree sufficientemente grandi da ombreggiare vaste aree dell'oceano", ha affermato Feingold. "È una sfida importante."
"Nella misura in cui siamo in grado di identificare le condizioni di schiarimento ottimali, un approccio mirato all'MCB, piuttosto che l'irrorazione di routine in tutte le condizioni, potrebbe avere una maggiore probabilità di successo", ha affermato Feingold. "Potrebbe anche ridurre il rischio di risposte alla circolazione regionale che modificano la temperatura e le precipitazioni in modi che avvantaggiano alcuni e lasciano altri vulnerabili."
Più in generale, Feingold sottolinea nuovamente che l’MCB non sostituirebbe la decarbonizzazione e non allevierebbe l’acidificazione degli oceani. "Per ridurre le temperature globali, la nostra massima priorità dovrebbe essere quella di rimuovere l'anidride carbonica dall'atmosfera. L'MCB potrebbe aiutare ad alleviare gli impatti peggiori del cambiamento climatico."
Ulteriori informazioni: Graham Feingold et al, Ricerca scientifica necessaria per valutare la fattibilità e i rischi dello schiarimento delle nubi marine, Progressi scientifici (2024). DOI:10.1126/sciadv.adi8594
Informazioni sul giornale: La scienza avanza
Fornito dal Brookhaven National Laboratory
