Polissmeltning – Niels Bohr Institutet - Københavns Universitet

08. januar 2010

Polissmeltning

Hej Spørg om Fysik 

Jeg så en udsendelse i tv om havisen, som smelter ved polerne, og betydningen af at albedo-effekten dermed bliver nedsat. Min umiddelbare tanke var, at man da må kunne afhjælpe dette, evt. vende udviklingen, ved at erstatte den smeltede havis med en slags kunstig is, noget som altså flyder på havet og reflekterer solens stråler. Jeg prøvede at finde noget om emnet og læste om lignende ideer med spejle på land og Lomborgs førerløse skibe, som pisker skum af havet, men intet om det, som umiddelbart for mig virker mest logisk: at simulere havis, netop der, hvor den forsvinder, altså i polarhavene.

Jeg forestiller mig, at man i vores teknisk avancerede tidsalder må kunne finde frem til et spejlende stof, som kan flyde på havet uden at ødelægge økosystemet, måske i en slags afgrænsede "flydeøer", som imiterer havisens virkning, og som måske "efter brug" kan fjernes igen.

Jeg har følgende spørgsmål:

1: Er der lavet forsøg med denne ide, og hvis ikke, hvorfor så? Er tanken helt i skoven?
2: I den ideelle verden, hvor kunstig havis er en praktisk mulighed og penge ikke spiller nogen rolle, hvor stor effekt ville et sådant projekt da kunne få på opvarmningen af polarhavene og dermed jordens klima-tilstand? Kunne man forestille sig, at man kunne vende udviklingen, så der kom mere naturlig havis?

Med venlig hilsen
M G

 

Den tanke du fremfører er et af flere forslag indenfor "geoengineering", altså det at ændre på selve planeten med ingeniørmetoder.

Geoengineering i begrænset skala har været prøvet tilbage i halvtredserne af både amerikanerne og russerne, hvor øget landbrugsproduktion var målet. Her hældte man partikler på skyerne i et forsøg for at få dem til at regne. I forhold til mitigation (mildning) af den globale opvarmning er det nærliggende at tænke på konstruktion af modforanstaltninger.

Det du nævner er noget af det mest oplagte, nemlig at reflektere en større del af den indkomne solstråling tilbage til rummet. For at få et begreb om størrelsesordenen af den nødvendige øgede tilbagestråling, kan man lave et lille strålingsbudget.

Den øgede opvarmning, som finder sted ved en fordobling af atmosfærens indhold af CO2, er omkring 2 Watt/m2. Den indkommende stråling er i gennemsnit 342 Watt/m2, heraf reflekteres ca. 31 %, således at den indkommende stråling, som opvarmer jorden er 0,69*342=  236 Watt/m2, der skal altså kun en ganske lille ændring af refleksionen til (ca. en ændring fra 0,31% til 0,315%) for formindske dette tal med 2 Watt/m2. En faktor som ændrer refleksionen er små svovl-partikler (aerosoler), som kommer fra forureningen. Hvis ikke vi forurenede ville den menneskeskabte opvarmning være næsten dobbelt så stor! Man kan således også måle en betydelig global afkøling efter større vulkanudbrud som Pinatubo på Filippinerne, der skete i 1991.

Der har været flere forslag til at modvirke opvarmningen med forøget refleksion. Et er at placere enorme spejle i kredsløb om jorden, et andet at sprøjte reflekterende partikler op i den øverste del af atmosfæren, og senest at sende en armada af skibe på havet, som skulle sprøjte saltvand op i atmosfæren. Din ide med at ændre på refleksionen af selve jordoverfladen har også været fremført. Det vil nok være mest praktisk at gøre det på landjorden, frem for på havet, hvor strøm og bølger gør det ganske vanskeligt at kontrollere. Det er heller ikke ligegyldigt, hvor på kloden refleksionen øges. Først og fremmest vil det kun virke, hvis der ikke er (hvide) skyer over pågældende sted, fordi de i så fald alligevel reflekterer sollyset. Dernæst er der stor forskel på hvor meget sollys, der rammer jorden i troperne og polaregnene. Ved polerne er solindstrålingen meget lav, hvorfor en ændring i refleksionen ikke tilbagesender så meget sollys, som hvis det foregik i troperne.

Lad os foretage det tankeeksperiment, at vi kunne dække en del af Sahara (som ikke anvendes til landbrug eller lignende) med hvidt reflekterende stof (eller endnu bedre: solceller, som producerer strøm)). Hvor meget ville det betyde?  Sahara reflektere ca. 40 % af sollyset og udgør 2 % af Jordens overflade. Hvis denne refleksion kunne øges til 90 % ville den globale refleksion (kaldet Den planetare albedo) øges fra 0,31 til 0.31+(0,90-0,40)*0,02=0,32%, hvilket skulle være rigeligt til at kompensere for den øgede drivhuseffekt. Dette er endda et meget konservativt skøn, fordi indstrålingen i Sahara er meget større end det globale gennemsnit. Såfremt vi gennemførte et sådant fantasiprojekt, bør vi gøre os klart, at det at afkøle meget et givent sted på kloden frem for at afkøle jævnt, kan føre til helt utilsigtede konsekvenser, som ændrede vinde og nedbørsforhold.

Hvis vi skal komme med en personlig og subjektiv holdning, så synes vi, at det er en rigtigt skidt ide at forsøge at kompensere for drivhusopvarmningen, ved at lave den slags modforanstaltninger. Det er en utilladelig forpligtelse at pålægge vores efterkommere, udover at have påført dem et højere CO2 niveau i atmosfæren, er de også nød til at opretholde modforanstaltningerne. Hvis de ikke gør det, vil de hurtigt opleve meget store klimaforandringer. I dag har vi teknologien til at bevæge os væk fra afhængigheden af de fossile brændsler, det er alene den politiske vilje, der mangler. 

Havprojektet:

Ser man lidt på dit forslag fås:

Sahara set fra rummet - se større billede >>

Jordoverfladen er ca. 498 millioner kvadratkilometer, skal vi sige 500 millioner, det giver 430 millioner kvadratkilometer hav (6/7 af overfladen). Hvis vi antager, at "et eller andet" skal flyde på havet, og det vejer f.eks. 1 kg pr kvadratmeter (det er ikke meget, 0,1 g pr. kvadratcentimeter), og vi skal dække f.eks. 20 % af havoverfladen, bliver det 86 000 000 000 tons. Densiteten af det stof vi foreslår, er nok nogenlunde som flamingoskum.

Et af de mange problemer er, at holde det på plads i storme og bølger (og sejle skibe igennem det). Til at flytte det kræves 300.000 af de største skibe i verden. Det er klart, at det nok ville blive en del tungere, og så er der produktionsomkostninger, stoffet det skal laves af vedligeholdelse og transport. Det overstiger nok vore tekniske formåen lige nu, og vi skal først opfinde stoffet. Der ligger en række vanskelige problemer forude.

Med venlig hilsen
Peter Ditlevsen, lektor
Malte Olsen