Jak ochladit Zemi? Americký projekt zkoumá, jestli jde poručit větru dešti

Článek si také můžete poslechnout v audioverzi.

Americký Národní úřad pro oceán a atmosféru (NOAA) začíná další fázi v dosavadních dějinách vědy nezvyklého výzkumného programu. Nejprve z letiště v Houstonu, v dalších týdnech pak z Fairbanksu na Aljašce, se bude vydávat do vzduchu upravený stařičký bombardér Canberra s baterií vědeckých přístrojů na palubě.

V rámci programu „Earth’s Radiation Budget“ („Zářivý rozpočet Země“) má za úkol zpřesnit vědomosti o tom, jak vypadá stratosféra Země. Jaké částice se vyskytují ve vrstvách atmosféry několika desítek kilometrů, kolik jich je, jak se chovají atp.

O stratosféře už samozřejmě odborníci vědí mnohé, program NOAA je ovšem zajímavý tím, že výzkum stratosféry je vysloveně spojený s otázkou ovlivňování zemského klimatu, takzvaným geoinženýrstvím. Hojně zmiňovanou představou v této souvislosti je například rozstřikování sloučenin síry ve vysokých vrstvách atmosféry, které by snížilo množství na Zemi dopadajícího slunečního záření.

Nic takového ovšem nemá NOAA v plánu. Zatím jde o základní výzkum, jehož cílem je zjistit víc o atmosféře. „Nejprve musíte vědět, jak se věci mají, než si s nimi začnete zahrávat,“ řekla k zahájení programu pro časopis Science Karen Rosenlofová, specialistka na fyziku atmosféry pracující v NOAA.

Samotná myšlenka geoinženýrství je stále kontroverzní. V loňském roce se například dočkal všeobecného odsouzení z globálního hlediska zcela zanedbatelný pokus soukromé společnosti, která vypustila dva malé balony s látkami, které by měly ochladit klima. Start-up Make Sunsets vypustil velmi jednoduché heliem plněné balony s nákladem pouze několika gramů oxidu siřičitého, který se měl uvolnit po prasknutí obalu ve vysoké výšce.

Celý pokus byl velmi jednoduchý, autoři postupovali podle vyjádření pro novináře do značné míry „od oka“, bez příliš důkladné přípravy a propočtů. Není divu, že celá řada specialistů tento pokus označila za nezodpovědný a předčasný. Jeho minimalistický rozsah také naznačuje, že jde spíše o reklamu a PR než o cokoliv jiného.

Ale byl to riskantní kousek nevázaného amatéra. Mainstreamová věda je v této otázce mnohem opatrnější. Výzkum v oblasti geoinženýrství je pro celou řadu klimatologů a také aktivistů nepřijatelný. Někteří se obávají , že by mohl odvádět pozornost od snahy o snižování emisí, další pak upozorňují na nepředvídatelná rizika. Je také zřejmé, že by nemohl vyřešit veškeré dopady rostoucích koncentrací oxidu uhličitého, například okyselování oceánů.

Státní výzkumné a grantové agentury, a to nejen v USA, se tak tématu v podstatě dlouho vyhýbaly. Velkou změnu v USA ovšem znamenala zpráva tamní Národní akademie věd, inženýrství a medicíny (NASEM) z roku 2021. Doporučila zavedení výzkumného programu na toto téma s rozpočtem 200 milionů dolarů.

Rozhodující podporu ovšem nápadu dali američtí politici. Kongres v dosti nezvyklém kroku před několika lety přímo nařídil NOAA, aby takový program zavedla. Velkou roli zřejmě měl lobbing organizace SilverLining, která výzkum solárního geoinženýrství podporuje. Ta získala podporu klíčových zákonodárců, řekla pro Science její výkonná ředitelka Kelly Wanserová.

Údajně zákonodárcům řekla, že emise skleníkových plynů neklesají dostatečně rychle a že v příštích 40 letech můžeme – nebo také nemusíme – geoinženýrství potřebovat k omezení dopadů globálního oteplování. A že by tedy bylo dobré vědět dost o tom, co by taková technologie mohla dokázat a jak by mohla fungovat.

Program NOAA se zaměřuje mimo jiné na sulfáty, sirné sloučeniny odrážející sluneční záření. Představa, že by se tyto částice měly pomocí balonů či letadel rozptylovat ve stratosféře, patří v rámci uvažování o možném ovlivňování klimatu mezi nejběžnější.

Hlavními přírodními zdroji těchto látek (respektive oxidu siřičitého, ze kterého pak vznikají další sloučeniny) jsou sopky a průmyslové emise. Dalším je karbonylsulfid, jde o plyn emitovaný oceánskými mikroby. Předpokládá se, že během silných tropických bouří vzestupné proudění vzduchu vynáší tento plyn do stratosféry. Dalším důležitým zdrojem se v poslední době ukázaly být také velké lesní požáry.

Stratosféra je teplejší ve vyšších výškách než nižších a díky této teplotní inverzi se v ní sloučeniny síry mohou udržet celé roky. Jak přesně ovšem jejich cyklus v atmosféře vypadá, o tom stále není k dispozici dostatek informací – a proto dnes odborníci považují jakékoliv pokusy v tomto směru za předčasné.

V roce 2020 začala NOAA pravidelně vypouštět meteorologické balony vybavené senzory pro měření údajů o velikosti a koncentraci těchto částic ve vyšších vrstvách atmosféry. Záznamy by měly NOAA umožnit odhalit změny v jejich rozložení, které by mohly naznačovat existenci nových zdrojů sulfátů. Ať už jde o nějaký přirozený úkaz, například erupci sopky, nebo tajný geoinženýrský zásah ve větším měřítku – protože, jak ukázal případ Make Sunsets, taková možnost není čistě teoretická.

Z vědeckého hlediska je ještě důležitější, že údaje pomohly zpřesnit modely stratosféry. Díky nim měli odborníci možnost přesnějšího porovnání svých představ o chování vysokých vrstev atmosféry s „tvrdými“ daty.

Nyní tedy začíná další fáze programu, který má v tuto chvíli roční dotaci 10 milionů dolarů. Jde údajně o nejrozsáhlejší program stratosférických letů za posledních několik desetiletí.

Právě v jeho rámci se pro vědecké účely upravený a více než 60 let starý bombardér Canberra vydá do stratosféry s celou sadou měřicích přístrojů. V některých případech půjde údajně o první měření svého druhu v těchto vrstvách zemské atmosféry.

Lety budou probíhat ve výškách kolem 20 kilometrů (v roce 1957 jiná Canberra stanovila tehdejší výškový rekord 21 430 metrů, který vydržel ovšem pouze rok). Letoun se přesune postupně na Aljašku, do zeměpisných šířek, kde během března klesá k zemi vzduch, který o několik let dříve vystoupal do stratosféry v tropech.

Tým doufá, že díky tomu bude moci zkoumat proces „stárnutí“ sirnatých sloučenin v atmosféře a průběh jejich rozpadu. Chtějí studovat, jak taková síra interaguje s organickými částicemi, jako jsou saze a meteoritický prach (který ve stratosféře není úplně vzácný). Nebo například to, jak saze z lesních požárů a dalších zdrojů pohlcují sluneční záření a jak to ovlivňuje délku jejich pobytu ve stratosféře.

Lety budou pokračovat v letech 2024 a 2025 i v dalších částech světa. A tým je připraven využít i nenadálých příležitostí. Může jít třeba o velké sopečné erupce či lesní požáry většího rozsahu (například jako v Austrálii v roce 2020).

Zdá se, že se tým věnující se otázkám možností geoinženýringu bude rozrůstat, alespoň tedy v USA. V březnu 2022 totiž Kongres nařídil Úřadu pro vědeckou a technologickou politiku Bílého domu, aby vypracoval rámec pro výzkum této problematiky v rámci federálního vědeckého rozpočtu.

Tedy, jak a co by mohli zkoumat vědci, kteří dostanou podporu na výzkum možných „hrátek s klimatem“ z peněz amerických daňových poplatníků. Zpráva zatím zveřejněna nebyla, je to ovšem pouze otázka času.