نشر باحثون في جامعة كولومبيا دراسة تحذر من أن حقن الرذاذ الطبقي، وهو طريقة مقترحة لتبريد الكوكب من خلال تقليل سطوع الشمس، يواجه عقبات فيزيائية وجيوسياسية واقتصادية كبيرة لم يتم التقاطها بالكامل في نماذج المناخ. التقنية، التي تحاكي الانفجارات البركانية بحقن جسيمات تعكس ضوء الشمس في الغلاف الجوي العلوي، قد تؤدي إلى نتائج غير متوقعة مثل تعطيل الموسميات ونقص المواد. يؤكد الفريق أن التنفيذ في العالم الحقيقي سيكون أكثر تعقيداً بكثير مما تشير إليه المحاكاة.
في دراسة نشرت في مجلة Scientific Reports، فحص فريق من كلية المناخ والهندسة في جامعة كولومبيا تعقيدات حقن الرذاذ الطبقي (SAI). يهدف SAI إلى تعويض الاحتباس الحراري العالمي من خلال تشتيت الجسيمات لعكس ضوء الشمس، مشابه للتأثير التبريدي من الانفجارات البركانية. راجع الباحثون الدراسات الحالية، مع التركيز على متغيرات مثل ارتفاع وخط عرض إطلاق الجسيمات، ووقت العام، وإجمالي كمية المادة المحقونة.
برز خط العرض كأكثر العوامل تأثيراً. الإطلاقات بالقرب من القطبين قد تعطل الموسميات الاستوائية، بينما تلك بالقرب من خط الاستواء قد تغير تيارات الطائرات النفاثة والدوران الجوي العالمي. "ليس الأمر مجرد وضع خمسة تيراغرامات من الكبريت في الغلاف الجوي. يهم أين ومتى تفعل ذلك"، قالت في. فاي ماكنيل، كيميائية جوية في كولومبيا.
انفجار جبل بيناتوبو عام 1991 يوفر توازياً تاريخياً، حيث أسقط درجات الحرارة العالمية بنحو درجة مئوية واحدة لكنه أيضاً عطل موسم الهندسة الهندية، مما قلل من هطول الأمطار في جنوب آسيا، وساهم في استنزاف الأوزون. قد ينتج SAI باستخدام رذاذ الكبريت تأثيرات جانبية مشابهة، بما في ذلك الأمطار الحمضية وتلوث التربة.
تم تقييم بدائل مثل كربونات الكالسيوم، وألفا ألومينا، وروتيل وأناتاز تيتانيا، وسيركونيا مكعبة، وألماس، لكن مشكلات الجدوى وفيرة. الألماس نادر ومكلف جداً، بينما سيركونيا المكعبة والتيتانيا سترى ارتفاعاً صاروخياً في تكاليف الإنتاج. فقط كربونات الكالسيوم وألفا ألومينا كافيتان الوفرة، لكنهما يتكتلان في جسيمات أكبر من ميكرون واحد، مما يقلل من كفاءة التشتيت. "بدلاً من امتلاك هذه الخصائص البصرية المثالية، لديك شيء أسوأ بكثير. مقارنة بالكبريت، لا أعتقد أننا سنرى بالضرورة أنواع الفوائد المناخية التي تم مناقشتها"، قالت المؤلفة الرئيسية ميراندا هاك.
الواقع الجيوسياسي يجعل النشر المنسق غير محتمل، مما يوسع نطاق النتائج الممكنة. "هناك مجموعة من الأشياء التي قد تحدث إذا حاولت القيام بذلك -- ونحن نجادل بأن نطاق النتائج الممكنة أوسع بكثير مما قدره أي شخص حتى الآن"، أضافت ماكنيل. يشمل المؤلفون المشاركون دان شتاينغارت وجيرنوت فاغنر، اللذين لاحظا، "كل شيء يتعلق بتوازن المخاطر عند النظر في هندسة المناخ الشمسية... لن يحدث بالطريقة التي يقوم بها 99 في المئة من هذه الأوراق بالنمذجة." تؤكد الدراسة على الحاجة إلى الاعتراف بهذه الشكوك في مناقشات السياسة.