Monet ilmastonmuokkaustekniikat sisältävät suuria riskejä

Ilmastonmuokkauksella tarkoitetaan ympäristön suunnitelmallista muuttamista suuressa mittakaavassa, ja siihen on ehdotettu lukuisia tekniikoita aina merten lannoittamisesta pienhiukkasten levittämiseen korkealle ilmakehään. Vaikka ilmastonmuokkauksella voitaisiinkin hillitä ilmaston lämpenemistä, monet ehdotetut tekniikat aiheuttaisivat todennäköisesti ikäviä sivuvaikutuksia ja poliittisia ongelmia. Ilmastonmuokkauksella ei myöskään voida korvata tarvittavia kasvihuonekaasujen päästövähennyksiä.

Ilmastoa voidaan muokata heijastamalla auringonvaloa tai sitomalla hiiltä

Ihmistoiminnan aiheuttamien kasvihuonekaasupäästöjen jatkuva kasvu on saanut ilmastotutkijat pohtimaan erilaisia teknisiä hätäratkaisuja, joilla ilmastonmuutoksen vaikutuksia voitaisiin lieventää. Yksinkertaistettuna ilmastonmuokkauksen idea perustuu maapallon säteilytaseen eli säteilytasapainon muuttamiseen siten, että eri menetelmillä joko heijastettaisiin auringon säteilyä takaisin avaruuteen tai voimistettaisiin maapallon avaruuteen lähettämää lämpösäteilyä (kuva 1).

Tutkituin tapa heijastaa auringon säteilyä on lähettää yläilmakehään eli stratosfääriin, noin 10–50 km:n korkeuteen, pienhiukkasia, millä jäljitellään suuria tulivuorenpurkauksia [1]. Esimerkiksi Pinatubo-tulivuoren purkautuessa Filippiineillä vuonna 1991 sen kaasuista stratosfääriin muodostuneet hiukkaset viilensivät ilmastoa havaittavasti [2]. Muita ehdotettuja tapoja auringon säteilyn heijastamiseksi ovat esimerkiksi pilvien heijastuskyvyn lisääminen (ns. pilvien valkaisu) tai avaruuteen sijoitettavat peilit. Myös maanpintaa voidaan muokata heijastavammaksi.

Maapallon avaruuteen lähettämää lämpösäteilyä voitaisiin voimistaa sitomalla hiilidioksidia ilmakehästä, mikä heikentäisi kasvihuoneilmiötä. Tämä voitaisiin saavuttaa esimerkiksi lannoittamalla meriä ja lisäämällä siten leväntuotantoa tai muuntamalla eloperäistä ainesta kivihiiltä jäljitteleväksi biohiileksi ja varastoimalla se maaperään. Myös metsät sitovat ilmakehän hiiltä ja teoriassa samaa periaatetta voitaisiin tehdä erilaisilla kemiallisilla ja teollisilla prosesseilla eli ns. keinopuilla. Lisäksi maapallon lämpösäteilyä voitaisiin voimistaa muokkaamalla cirrus- eli untuvapilvien koostumusta.

Ilmastonmuokkaustekniikoita

Kuva 1. Ilmastonmuokkaukseen on ehdotettu lukuisia tekniikoita, jotka cirruspilvien muokkaamista lukuun ottamatta perustuvat joko auringon valon heijastamiseen tai hiilidioksidin sitomiseen ilmakehästä. (Mukailtu ja suomennettu lähteen [3] mukaan.). 

Ilmastonmuokkauksella voisi mahdollisesti hillitä lämpenemistä

Ilmastonmuokkauksen mahdollisia vaikutuksia on tutkittu ilmastojärjestelmän kehitystä kuvaavien matemaattisten tietokonemallien avulla eli tekemällä niin sanottuja ilmastomalliajoja. Monet tutkimukset viittaavat siihen, että ilmastoon voitaisiin vaikuttaa merkittävästi, mikäli ilmastonmuokkaukseen liittyvät valtavat tekniset ongelmat saataisiin ratkaistua [4].

Maapallon keskilämpötilan nousu ja napajäätiköiden sulaminen voitaisiin luultavasti estää, jos ilmastoa ryhdyttäisiin muokkaamaan suuressa mittakaavassa. Monien ilmastomalliajojen mukaan ilmastonmuokkauksella voitaisiin vähentää myös ilmastonmuutoksen vaikutuksia sademäärän muutoksiin [4]. Näin sillä voitaisiin ehkäistä esimerkiksi ilmastonmuutoksen aiheuttamaa kuivuutta ja nälänhätää joillakin alueilla.

Ilmastojärjestelmän monimutkaisuuden takia kaikkien alueiden ilmastoa ei ole kuitenkaan mahdollista pitää nykyisellään tai palauttaa esiteollisen ajan ilmastoa vastaavaksi [5] pelkästään auringon valoa avaruuteen heijastamalla. Vaikka ilmaston toiminta tunnettaisiin nykyistä huomattavasti paremmin, jotkin alueet saattaisivat kärsiä ilmastonmuutoksesta maapallon heijastuskyvyn muokkauksen takia entistäkin pahemmin [6]. Jos ilmakehän kasvihuonekaasupitoisuudet nousevat päästöjen seurauksena todella suuriksi, olisi auringon valoa avaruuteen heijastamalla viilennetty ilmasto luultavasti lähempänä esiteollisen ajan ilmastoa verrattuna tilanteeseen, jossa mitään ei tehtäisi [4].

Tunnetut ja tuntemattomat vaarat vaanivat

Ilmastonmuokkaukseen liittyy paljon mahdollisia riskejä [7]. Esimerkiksi sulfaattihiukkasten levittäminen stratosfääriin voimistaisi otsonikatoa, minkä seurauksena maan pinnalle pääsisi entistä enemmän auringon haitallista ultraviolettisäteilyä. [8]

Monimutkaisen ilmastojärjestelmän peukaloiminen voi johtaa esimerkiksi sademäärien odottamattomiin ja voimakkaisiin muutoksiin joillakin alueilla. Yhden tutkimuksen mukaan merialueiden pilvien heijastuskyvyn lisääminen laskisi Amazonin sademetsän sademääriä merkittävästi [9], mutta vastaavaa tulossa ei ole saatu muilla ilmastomalleilla. Myös Aasian monsuunikierto saattaisi heikentyä, mikä uhkaisi miljardien ihmisten ruoan ja veden saantia [10].

Mikäli auringon säteilyn heijastamiseen perustuva ilmastonmuokkaus jouduttaisiin jostain syystä äkillisesti keskeyttämään, maapallon lämpötila nousisi nopeasti suurin piirtein samaan tasoon, jossa se olisi ilman ilmastonmuokkausta [11]. Tällainen äkkinäinen parin vuosikymmenen aikana tapahtuva ilmastonmuutos olisi todennäköisesti kohtalokas monille ekosysteemeille ja asettaisi suuria haasteita ihmiskunnan sopeutumiselle.

Ilmastonmuokkauksen mahdollisia riskejä ja sivuvaikutuksia on pyritty kartoittamaan nykyisen tieteellisen tiedon pohjalta. Ilmastonmuokkaus olisi suurin tarkoituksellinen ympäristöämme muuttava toimenpide, ja sen kaikkia sivuvaikutuksia olisi mahdoton ennustaa. Esimerkiksi ihmistoiminnan halogeeniyhdistepäästöjen aiheuttama merkittävä otsonikato yllätti tutkijat täysin [12].

Kuka päättää ilmastosta?

Kansainvälisissä ilmastoneuvotteluissa ei ole toistaiseksi saatu aikaan kattavaa sopimusta, jolla rajoitettaisiin kasvihuonekaasupäästöjä. Maapallon heijastuskyvyn nostaminen vaatisi luultavasti myös pitkiä ja monimutkaisia neuvotteluja, koska ilmaston muokkaaminen kaikkia tyydyttäväksi ei näytä mahdolliselta nykyisen tieteellisen tiedon pohjalta [6].

Monet ilmastonmuokkauksen muodot saattaisivat joutua ristiriitaan olemassa olevien kansainvälisten sopimusten kanssa, vaikka ilmastonmuokkausta ei niissä missään ole yksiselitteisesti kielletty [13]. Tarvittavien neuvottelujen vaikeus ja maapallon heijastuskyvyn lisäämiseen perustuvien ilmastonmuokkaustekniikoiden suorien kustannusten suhteellinen edullisuus verrattuna suuriin päästövähennyksiin muodostavatkin riskin, että jokin yksittäinen valtio tai valtioryhmä käynnistää ilmastonmuokkausoperaation yksipuolisesti vastoin muiden tahtoa.

Ilmastonmuokkauksen tutkijat ovat lähes yksimielisiä siitä, että ilmastonmuokkaus ei tarjoa vaihtoehtoa kiireellisille kasvihuonekaasujen päästövähennyksille (esim. [3], [4]). Ilmastonmuokkauksella mahdollisesti voitaisiin ainoastaan auttaa ehkäisemään katastrofaalista ilmastonmuutosta samalla, kun päästöjä vähennetään. Auringon säteilyn heijastumisen lisääminen yhdistettynä jatkuvasti kasvaviin kasvihuonekaasupäästöihin johtaisi todennäköisesti entistäkin arvaamattomampaan ilmastoon.

 

10.12.2012

Lähteet

  1. Robock, A., Marquardt, A., Kravitz, B. & Stenchikov, G. 2009. Benefits, risks, and costs of stratospheric geoengineering. Geophysical Research Letters, Volume 36, Issue 19. 9 p. http://dx.doi.org/10.1029/2009GL039209
  2. Fox, T. A. & Chapman, L. 2011. Review Engineering geo-engineering. Meteorological Applications, Volume 18, Issue 1: 1–8. http://dx.doi.org/10.1002/met.245
  3. Vaughan N. E. & Lenton, T. M. 2011. A review of climate geoengineering proposals. Climatic Change, Volume 109, Issue 3–4: 745–790. http://dx.doi.org/10.1007/s10584-011-0027-7
  4. The Royal Society. 2009. Geo-Engineering the climate: science, governance and uncertainty. 82 p. http://royalsociety.org/uploadedFiles/Royal_Society_Content/policy/publications/2009/8693.pdf
  5. Rasch, P., Latham, J. & Chen, C.-C. 2009. Geoengineering by cloud seeding: influence on sea ice and climate system. Environmental Research Letters, Volume 4, Number 4: 8 p. http://dx.doi.org/10.1088/1748-9326/4/4/045112
  6. Ricke, K. L., Morgan, M. G. & Allen, M. R. 2010. Regional climate response to solar-radiation management. Nature Geoscience, Volume 3, Issue 8: 537–541. http://dx.doi.org/10.1038/NGEO915
  7. Robock, A. 2008. 20 reasons why geoengineering may be a bad idea. Bulletin of the Atomic Scientists, Volume 64, Number 20: 14–18. http://bos.sagepub.com/content/64/2/14.abstract
  8. Tilmes, S., Müller, R. & Salawitch, R. 2008. The sensitivity of polar ozone depletion to proposed geoengineering schemes. Science, Volume 320, Number 5880: 1201–1204. http://dx.doi.org/10.1126/science.1153966
  9. Jones, A., Haywood, J. & Boucher, O. 2009. Climate impacts of geoengineering marine stratocumulus clouds. Journal of Geophysical Research, Volume 114, Issue D110, 9 p. http://dx.doi.org/10.1029/2008JD011450
  10. Robock, A., Oman, L. & Stenchikov G. L. 2008. Regional climate responses to geoengineering with tropical and Arctic SO2 injections. Journal of Geophysical Research, Volume 113, Issue D16. 15 p. http://dx.doi.org/10.1029/2008JD010050
  11. Brovkin, V., Petoukhov, V., Claussen, C., Bauer, E., Archer, D., Jaeger, C. 2008. Geoengineering climate by stratospheric sulfur injections: Earth system vulnerability to technological failure. Climatic Change, Volume 92, Issue 3-4: 243–259. http://dx.doi.org/10.1007/s10584-008-9490-1
  12. Müller, R. 2009. A Brief history of stratospheric ozone research, Meteorologische Zeitschrift, Volume 18, Number 1: 3–24. http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2009/353
  13. Rickels, W., Klepper, G., Dovern, J., Betz, G., Brachatzek, N., Cacean, S., Güssow, K., Heintzenberg J., Hiller, S., Hoose, C., Leisner, T., Oschlies, A., Platt, U., Proelß, A., Renn, O., Schäfer, S., Zürn M. 2011. Large-Scale Intentional Interventions into the Climate System? Assessing the Climate Engineering Debate. Scoping report conducted on behalf of the German Federal Ministry of Education and Research (BMBF), Kiel Earth Institute, Kiel. 161 p. http://www.fona.de/mediathek/pdf/Climate_Engineering_engl.pdf

Tuottajatahot