بسته شواهد: چگونه روشن‌سازی ابرهای دریایی می‌تواند چرخه ال‌نینو را مختل کرده و هرج و مرج آب و هوایی جهانی ایجاد کند

در حالی که دمای جهانی رکوردها را می‌شکند، تابوی پیرامون مهندسی زمین خورشیدی به سرعت در حال از بین رفتن است. روشن‌سازی ابرهای دریایی (MCB) – مفهوم پاشیدن ذرات میکروسکوپی نمک دریا به ابرهای کم‌ارتفاع اقیانوسی برای بازتاب نور خورشید به فضا – از داستان‌های علمی تخیلی به تحقیقات میدانی فعال تبدیل شده است. طرفداران استدلال می‌کنند که MCB می‌تواند یک سپر موضعی و موقت در برابر گرمای شدید فراهم کند، شاید صخره‌های مرجانی آسیب‌پذیر را نجات دهد یا شهرهای ساحلی را خنک کند.[4]

با این حال، یک مطالعه مهم که این هفته در نشریه «نیچر تغییرات اقلیمی» (Nature Climate Change) منتشر شد، هشدار جدی می‌دهد: استقرار MCB در اقیانوس آرام می‌تواند موتور حیاتی آب و هوای زمین را به طور اساسی از کار بیندازد. این تحقیق نشان می‌دهد که خنک‌سازی مصنوعی مناطق خاصی از اقیانوس می‌تواند نوسان جنوبی ال‌نینو (ENSO)، یعنی چرخه طبیعی گرمایش و سرمایش در اقیانوس آرام استوایی، را فلج کند.[1]

اختلال در ENSO تنها آب و هوای محلی را تغییر نمی‌دهد؛ بلکه آبشاری از هرج و مرج آب و هوایی جهانی را به راه می‌اندازد. با تغییر الگوهای بارش، یک چرخه ENSO که به طور مصنوعی شکسته شده است، تهدیدی برای فروپاشی کشاورزی در چندین قاره است و بقای یک منطقه را در مقابل امنیت غذایی منطقه دیگر قرار می‌دهد.[4]

برای درک این تهدید، ابتدا باید مداخله پیشنهادی را فهمید. روشن‌سازی ابرهای دریایی بر «اثر تومی» (Twomey effect)، یک اصل مستند در ریزفیزیک ابرها، متکی است. با پرتاب غبار ریز آب دریا به ابرهای استراتوکومولوس دریایی، بلورهای نمک به عنوان هسته‌های چگالش ابر عمل می‌کنند.[2]

بخار آب در اطراف این هسته‌های جدید و فراوان جمع می‌شود و ابرهایی را ایجاد می‌کند که از قطرات کوچک‌تر متعدد، به جای تعداد کمتری قطرات بزرگ، تشکیل شده‌اند. این ابرهای اصلاح شده به طور قابل توجهی روشن‌تر و بازتابنده‌تر هستند و درصد بالاتری از تابش خورشیدی ورودی را به فضا بازتاب می‌دهند و سطح اقیانوس زیرین را خنک می‌کنند.[3]

مطالعه جدید، استقرار ناوگان‌های MCB را در سواحل کالیفرنیا و پرو مدل‌سازی کرد – دو منطقه‌ای که دارای لایه‌های ابری استراتوکومولوس دائمی هستند و اغلب هدف پیشنهادات ژئومهندسی قرار می‌گیرند. مدل‌ها با موفقیت یک اثر خنک‌کنندگی موضعی ۱ تا ۲ درجه سانتی‌گراد را در مناطق هدف نشان دادند.

اما جو زمین یک سیستم سیال عمیقاً به هم پیوسته است. محققان دریافتند که این خنک‌سازی موضعی، یک گرادیان دمایی شدید بین مناطق خنک شده مصنوعی و اقیانوس اطراف ایجاد می‌کند. این گرادیان غیرطبیعی، سیستم‌های فشار جوی را که بادهای تجاری اقیانوس آرام را هدایت می‌کنند، تغییر می‌دهد.[1]

بادهای تجاری (Trade Winds) محرک اصلی چرخه ENSO هستند. به طور معمول، آنها آب گرم سطح را به سمت آسیا می‌رانند و اجازه می‌دهند آب سرد و غنی از مواد مغذی در سواحل آمریکای جنوبی بالا بیاید. به صورت دوره‌ای، این بادها ضعیف می‌شوند و اجازه می‌دهند آب گرم به سمت قاره آمریکا بازگردد – پدیده‌ای که به عنوان ال‌نینو شناخته می‌شود.[2]

بر اساس مدل‌های «نیچر تغییرات اقلیمی»، تغییرات فشار ناشی از MCB به طور دائمی بادهای تجاری را تقویت می‌کند. این امر عملاً اقیانوس آرام را در یک وضعیت دائمی و مصنوعی «لانینا» (La Niña) قفل می‌کند و چرخه طبیعی ال‌نینو را که هزاران سال است آب و هوای جهانی را کنترل می‌کند، فلج می‌سازد.

پیامدهای یک چرخه ENSO شکسته شده عمیق است. ENSO «ارتباطات از راه دور» (teleconnections) جهانی را دیکته می‌کند – پل‌های جوی که دمای اقیانوس را به الگوهای آب و هوایی هزاران مایل دورتر پیوند می‌دهند. تغییر توزیع دمای اقیانوس آرام، امواج شوک را در سراسر جو جهانی ارسال می‌کند.[4]

اگر اقیانوس آرام مجبور به ورود به یک لانینای مصنوعی شود، مدل‌ها تغییرات فاجعه‌باری را در بارش جهانی پیش‌بینی می‌کنند. حوضه آمازون، که در حال حاضر تحت فشار جنگل‌زدایی و گرمایش قرار دارد، شاهد کاهش ۴۰ درصدی بارش خواهد بود و گذار آن از یک جنگل بارانی جذب‌کننده کربن به یک ساوانای خشک را تسریع می‌کند.[4]

در مقابل، مناطقی مانند استرالیا و آسیای جنوب شرقی با باران‌های موسمی بی‌وقفه و سیل‌های بی‌سابقه مواجه خواهند شد. جنوب ایالات متحده خشکسالی‌های زمستانی مداوم را تجربه خواهد کرد که به شدت بر گندم زمستانی و سایر محصولات اصلی که به رطوبت فصلی قابل پیش‌بینی متکی هستند، تأثیر می‌گذارد.[1]

بسته شواهد ارائه شده توسط محققان قوی است و از آخرین نسل مدل‌های سیستم زمین جفت‌شده استفاده می‌کند. با این حال، نویسندگان و اقلیم‌شناسان مستقل، عدم قطعیت شفاف قابل توجهی را در ریزفیزیک ابرها اذعان می‌کنند، که یکی از سخت‌ترین پدیده‌ها برای شبیه‌سازی دقیق باقی مانده است.[2][3]

گزارش ششم ارزیابی IPCC قبلاً اشاره کرده بود که مدل‌ها در شبیه‌سازی دقیق تعاملات پیچیده بین آئروسل‌ها و ابرها مشکل دارند. یک مطالعه پیش‌انتشار در arXiv نشان می‌دهد که اگر ذرات نمک دریا به هم بچسبند، در واقع می‌توانند باعث بارش زودرس شوند، ابرها را حل کنند و به جای آن یک اثر گرمایشی موضعی ایجاد کنند.[2][3]

علاوه بر این، مدل‌ها استقرار مداوم و بدون وقفه MCB را فرض می‌کنند. اگر یک درگیری ژئوپلیتیکی یا بحران اقتصادی پاشش را متوقف کند، پراکندگی ناگهانی ابرهای روشن شده یک «شوک خاتمه» (termination shock) را به راه می‌اندازد – یک جهش سریع و ویرانگر در دماها، زیرا گرمایش پنهان شده به طور ناگهانی آشکار می‌شود.[4]

این تحقیق MCB را از یک کنجکاوی علمی به یک نقطه اشتعال ژئوپلیتیکی ارتقا می‌دهد. از آنجایی که MCB نسبتاً ارزان است – شاید چند میلیارد دلار در سال هزینه داشته باشد – یک کشور واحد که از گرمای شدید رنج می‌برد، می‌تواند به طور نظری آن را به صورت یک‌جانبه و بدون اجماع بین‌المللی مستقر کند.[1][4]

اگر کشوری در «جنوب جهانی» (Global South) MCB را برای خنک کردن خط ساحلی خود مستقر کند، و این استقرار باعث خشکسالی تاریخی در یک ابرقدرت همسایه شود، درگیری ناشی از آن می‌تواند فاجعه‌بار باشد. مطالعه نیچر داده‌های محکمی را ارائه می‌دهد که نشان می‌دهد «درمان» اقلیمی یک ملت، فاجعه اقلیمی ملت دیگر است.[4]

در نهایت، این یافته‌ها بر یک واقعیت تلخ در عصر انسان‌زاد (Anthropocene) تأکید می‌کنند. هیچ میان‌بر تکنولوژیکی ساده‌ای برای انباشت گازهای گلخانه‌ای وجود ندارد. مداخله در سیستم آب و هوایی شبیه انجام جراحی قلب باز بر روی سیاره است؛ عوارض جانبی ممکن است به اندازه خود بیماری کشنده باشند.[1][4]