Met de huidige maatregelen gaan we de klimaatdoelen van Parijs niet halen, dus aanvullende maatregelen lijken nodig. Eén ervan is solar geo-engineering, het blokkeren van zonnestralen door bijvoorbeeld kleine deeltjes in de atmosfeer te brengen of wolken witter te maken. Deze technieken worden waarschijnlijk onmisbaar bij het bereiken van de klimaatdoelen, schrijven Amerikaanse onderzoekers.

Read this article in English

Wat de mogelijkheden en de beperkingen van solar geo-engineering zijn, hebben onderzoekers van een paar universiteiten in de Verenigde Staten nu beschreven in een artikel dat eerder deze week verscheen en deel uitmaakt van een speciale uitgave van de Britse Royal Society, genaamd ‘The Paris Agreement: understanding the physical and social challenges for a warming world of 1.5 °C above pre-industrial levels’.

Het idee van het deels blokkeren van zonlicht is afkomstig uit de natuur. Toen in 1991 de vulkaan Mount Pinatubo uitbarstte, leidde dat tot een daling in de gemiddelde temperatuur op aarde van 0,5 °C. Deze afkoeling kwam door de grote hoeveelheid stof die in de lucht was terechtgekomen en een deel van de zonnestralen tegenhield.

Dit principe zou dus ook kunstmatig gebruikt kunnen worden om de opwarming van de aarde een beetje af te remmen. Dat heet dan solar geo-engineering, het met opzet blokkeren van een deel van het aankomende zonlicht.
 

Vervelend

De wetenschappers hebben in hun artikel een vervelende binnenkomer: de doelen van Parijs (de door de mens veroorzaakte temperatuursstijging van de aarde ruim onder de 2 °C houden) gaan we niet halen met de concrete maatregelen die verschillende landen nu hebben genomen of hebben toegezegd om hun emissies van CO2 terug te brengen.

Er vanuit gaande dat we daarnaast in de toekomst op grote schaal kooldioxide uit de atmosfeer kunnen halen en vastleggen, zal de temperatuur op de lange termijn weer gaan dalen (zie figuur hieronder). Maar in de tussentijd stijgt de temperatuur op aarde te veel; en om dat te voorkomen zou solar geo-engineering een rol kunnen spelen, zo is hun redenering.
 

Verschillende scenario's van de stijging van de gemiddelde temperatuur op aarde. In rood 'Business As Usual', als we doorgaan als te doen gebruikelijk. In geel het scenario waarbij we ook de emissies agressief terugbrengen. In groen het scenario waarbij we daar bovenop ook koolstof uit de atmosfeer gaan halen (carbon capture and storage). En in blauw het scenario waarbij we daar weer bovenop ook aan Solar Radiation Management gaan doen. De figuur laat zien dat dit laatste kan helpen om binnen de 1,5 °C stijging te blijven.

 

Niet uitontwikkeld

Daarbij stellen de auteurs wel vast dat solar geo-engineering nog verre van uitontwikkeld is. Ze zetten vijf verschillende varianten op een rij (zie de tabel hieronder) en in slechts één ervan hebben ze een behoorlijk vertrouwen dat die methode substantieel zonnestraling zou kunnen tegenhouden. Dit is dan ook de bekendste manier, het in de atmosfeer brengen van zwaveldioxidedeeltjes (SO2), vanuit vliegtuigen of heteluchtballonnen of door het spul de lucht in te schieten met een kanon. 

 

 

Zoutkristallen en ruimteparasol

Een andere manier om de zonnestraling deels te blokkeren is door zoutkristallen in wolken te brengen, zodat de wolk helderder wit wordt en meer zonlicht terugkaatst: marine cloud brightening. Nog exotischer - en onzekerder - wordt het bij de techniek cirrus thinning, het dunner maken van cirruswolken, waardoor ze minder invallende infraroodstraling vasthouden. En ten slotte zijn er ideeën om in de ruimte een gigantische structuur te hangen die een deel van het zonlicht blokkeert; een ruimteparasol. Dat klinkt weliswaar gaaf, maar dit wordt waarschijnlijk veel te duur, schatten de onderzoekers in.

Modellen gecombineerd

De onderzoekers hebben als eersten een aantal bestaande klimaatmodellen gecombineerd die de effecten van solar geo-engineering meenemen. Daaruit kunnen ze de verwachte effecten berekenen op de temperatuur overal op aarde en de te verwachten regenval (zie figuur hieronder). Omdat in deze modellen nog veel onzekerheden zitten, benadrukken de onderzoekers in hun artikel dat je hier niet te veel conclusies aan kunt verbinden.


De aan het einde van deze eeuw te verwachten (uit gecombineerde klimaatmodellen) temperatuursstijgingen op aarde - links - en veranderingen in neerslag, rechts. Boven het scenario waarbij er geen solar geo-engineering wordt toegepast, onder wanneer dat wel wordt gebruikt. De kleuren zijn een indicatie voor de lokale temperatuur en neerslag; de praktijk kan hiervan afwijken door lastig te voorspellen lokale effecten. 

 

Conclusie

‘De enige conclusie die je zonder aanvullend onderzoek kunt trekken is dat een beperkte inzet van solar geo-engineering gecombineerd met het terugschroeven van de broeikasgasemissies de beste kans biedt op een klimaat dat slechts ongeveer 1,5 °C zal opwarmen ’, schrijven de auteurs. Het is wel zeker dat alleen het reduceren van emissies niet voldoende zal zijn om de klimaatdoelen van Parijs te halen.

Voorlopig is alleen van aerosolen (SO2-deeltjes in de atmosfeer brengen) voldoende de effeciviteit aangetoond. Voor de andere genoemde solar geo-engineering-technieken is meer onderzoek nodig.
 

Droogte

Ook benadrukken de onderzoekers dat het terugbrengen van onze emissies cruciaal blijft. Solar geo-engineering kan niet alles oplossen en heeft ook ongewenste neveneffecten, zoals lokale extreme droogte, of juist heftige regenval, wat juiste arme landen onevenredig zal treffen. En ten slotte moeten we aan de toekomstige generaties denken. ‘Als we nu te veel afhankelijk worden van solar geo-engineering, zadelen we onze kinderen op met de taak om dat op peil te houden óf het te gaan afbouwen.’ We moeten dit middel dus beperkt inzetten, maar wel serieuzer gaan onderzoeken.

Het idee van geo-engineering is overigens niet nieuw. Aan het begin van dit decennium is er ook volop over gediscussieerd, zie bijvoorbeeld het rapport Klimaatengineering: hype, hoop of wanhoop? van het Rathenau-instituut.

Openingsfoto Satellietopname van de oostkust van de VS, waar te zien is dat de uitstoot van schepen de wolken dikker maakt. Overig beeldmateriaal MacMartin et al., Phil. Trans. R. Soc. A, 2018