خشک‌کردن استراتوسفر؛ راهکار جدید دانشمندان برای مبارزه با تغییر اقلیم

استراتوسفر بین ۱۲ تا ۵۰ کیلومتری سطح زمین و بالای لایه دیگری از اتمسفر به نام تروپوسفر قرار دارد. بخار آب در استراتوسفر سد اسنفج‌مانندی را تشکیل می‌دهد که مانع از خروج گرمای ساطع‌شده از زمین به فضا می‌شود. اکنون دانشمندان درحال بررسی امکان آب‌زدایی از این لایه از اتمسفر برای خنک‌کردن سیاره‌ی درحال گرم‌شدن هستند.

طبق مطالعه‌ای که ۲۸ فوریه در مجله‌ی Science Advances منتشر شده است، آبی که به‌طور طبیعی در تروپوسفر در گردش است، به استراتوسفر نشت می‌کند، اما میزان نشت در سراسر سیاره یکنواخت نیست. جاشوآ شوارتس، نویسنده اصلی مقاله و فیزیکدان آزمایشگاه شیمی اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده آمریکا به لایوساینس می‌گوید: «بیشتر هوا در مناطق گرمسیری وارد استراتوسفر می‌شود.»

به‌نظر می‌رسد ناحیه کوچکی در شمال استرالیا در کنترل حرکت رو به بالای هوا و بخار آب مهم باشد. ایده شوارتس این بود که در این منطقه خاص اقداماتی جهت کاهش بخار آب استراتوسفر انجام دهیم تا تابش‌های فروسرخ بیشتری بتواند به فضا منتشر شود.

شوارتس و همکارانش ایده خود را با استفاده از مدل‌های کامپیوتری که حذف بخار آب را از هوا پیش از ورود به استراتوسفر شبیه‌سازی می‌کردند، آزمایش کردند. وقتی هوا وارد استراتوسفر می‌شود، پیش از بازگشت به تروپوسفر، تا چهار سال از مناطق استوایی به سمت قطب‌ها پراکنده می‌شود. به همین دلیل است که موثرترین راه برای کنترل بخار آب گرفتن آن قبل از وارد شدن به استراتوسفر است.

آب در ارتفاع تروپوسفر به شکل بخار یا ذرات یخ وجود دارد. برای اینکه بخار آب به شکل یخ متبلور شود و به جای وارد شدن به استراتوسفر به سمت پایین بیاید، باید یخ کافی برای یخ‌زدن بخار وجود داشته باشد یا آنقدر بخار آب وجود داشته باشد که خود به خود ابر یخی را تشکیل دهد.

در مکان‌هایی که شرایط تشکیل خود‌به‌خود بلورهای یخ را ندارد، مانند نقطه نشتی بالای استرالیا، بلورهای یخ می‌توانند اطراف ذرات شناور معدنی تشکیل شوند. شوارتس و همکارانش به بررسی امکان انتشار ذرات خاص در ناحیه بالای استرالیا پرداختند. شوارتس می‌گوید: «اگر ذراتی را وارد هوا کنیم که تشکیل یخ را راحت کنند، یخ تشکیل خواهد شد. این کار ابر کوتاه‌مدتی را ایجاد می‌کند که به ارتفاعات پایین‌تر می‌آید، به سرعت گرم‌تر و احتمالا تبخیر می‌شود و هوایی که به سمت استراتوسفر می‌رود، دیگر آن آب را با خود ندارد.»

شوارتس معتقد است با تزریق مکرر ذرات در مکان مناسب دانشمندان می‌توانند به تدریج استراتوسفر را آب‌زدایی کنند و یک هفتادم گرمایش ناشی از تغییرات آب و هوایی را جبران کنند. او می‌گوید: «این فقط گام کوچکی در مسیر درست است و عوارض جانبی احتمالی آن نیز بسیار ناچیز است. بخار آب به‌طور طبیعی در استراتوسفر به دلیل تغییرات فصلی تغییر می‌کند و مقداری که ما از تغییر آن صحبت می‌کنیم، بسیار کمتر از این حد است.»

جزئیات استراتژی پیشنهادی مشخص نیست. مدل‌های مورد استفاده در مطالعه استفاده از ذرات تری‌یدید بیسموت را فرض می‌کنند؛ ماده‌ای که برای نوع دیگری از مهندسی آب‌وهوا معروف به «نازک کردن ابرهای سیروس» درنظر گرفته می‌شود. شوارتس می‌گوید: «نگرانی‌های زیادی در مورد مداخله‌ی آب‌وهوایی وجود دارد، اما اگر بتوانیم درک بیشتری از فرایندها به دست آوریم تصمیمات بهتری خواهیم گرفت.»