인디애나 대학 연구진이 주도한 연구에 따르면 대기 중에 햇빛을 반사하는 입자가 산란되면 서남극 대륙의 급속한 녹는 속도를 늦추고 치명적인 해수면 상승 위험을 줄일 수 있다고 합니다. 기후 공학이 남극 대륙에 어떤 영향을 미칠 수 있는지를 조사한 최초의 연구 중 하나인 이 연구는 과학자들이 금세기 서남극 대륙의 얼음이 빠르게 녹을 가능성에 대해 경고하는 가운데 나온 것입니다. 연구 결과는 지구물리학 연구 저널(Journal of Geophysical Research)에 게재됐다.
"지구 온난화를 산업화 이전 수준보다 섭씨 1.5도까지 제한한다는 야심 찬 목표를 세계가 달성하더라도 우리는 아직 거기에 도달하지 못했습니다."라고 국제 대학 예술 과학 대학 지구 및 대기 과학과의 조교수이자 이번 연구의 주저자인 폴 고다드가 말했습니다. 우리가 궤도에 오른다면 여전히 상당한 해수면 상승을 보게 될 것입니다. 햇빛이 지구의 기후 시스템에 흡수되기 전에 우주로 반사하는 방법을 탐구하면 기후 변화에 대처하고 서남극 빙상의 붕괴와 같은 기후 전환점의 발생을 피하거나 지연시키는 데 더 많은 시간을 벌 수 있습니다."
연구자들은 1990년에서 2009년 사이에 다중 성층권 에어로졸 주입(SAI) 시나리오와 SAI가 없는 적당한 배출 시나리오에서 남극 대륙의 순 얼음 축적을 역사적 수준과 비교했습니다. 파란색은 얼음 축적의 순 증가를 나타내고 빨간색은 순 감소를 나타냅니다. 작은 점은 큰 변화가 예상되지 않는 영역을 나타냅니다. SAI 시나리오와 중간 배출 시나리오의 비교 기간은 2050~2069년입니다.
시나리오 약어: HIST(역사적 날짜 1990-2009); SSP2-4.5(SAI가 없는 적당한 배출 시나리오); 30N-ANN(30°N에서 연간 SAI); EQ-ANN(적도에서의 연간 SAI); 30S -ANN(30°S에서 연간 SAI); 글로벌 +1.0(연간 SAI 30°N, 15°N, 15°S, 30°S), 극 +1.0(연간 SAI 60°N, 60°S(북부 봄 및 남부 봄)). 출처: 인디애나 대학교
논문의 공동 저자로는 Goddard 외에도 인디애나 대학교 지구 및 대기 과학 조교수인 Ben Kravitz, 코넬 대학교의 Douglas McMartin 및 Daniele Visani, 국립 해양 대기청의 Eva Bednarz, 국립 대기 연구 센터의 Walker Lee가 있습니다.
성층권 에어로졸 주입
이 연구에서는 지구 온도를 제어하기 위해 제안된 방법으로 항공기를 통해 성층권에 다량의 작은 유황 방울을 방출하는 성층권 에어로졸 주입이라는 일종의 기후 공학을 탐구합니다.
이 접근 방식은 대규모 화산이 대기 상층부로 대량의 입자를 방출하여 몇 달에서 몇 년 동안 지속될 수 있는 냉각 효과를 생성할 때 발생하는 현상을 모방합니다. 백악관은 최근 지구 냉각을 위해 제안된 또 다른 전략인 성층권 에어로졸 주입과 해양 구름 밝기화에 대한 잠재적인 연구 프로그램을 설명하는 보고서에서 이 접근 방식을 논의했습니다.
기록상 가장 더운 10년이 지난 14년에 일어났습니다. 여기에는 2023년이 포함되며, 이는 2016년을 넘어 역대 가장 더운 해가 될 것으로 예상됩니다. 지구 온도가 치솟으면서 전례 없는 폭염, 산불, 돌발 홍수 및 기타 기후 관련 영향이 전 세계적으로 발생하고 있습니다.
컴퓨터 시뮬레이션
이 연구에서 인디애나 대학교 연구원과 협력자들은 고성능 컴퓨터와 지구 기후 모델을 사용하여 다양한 성층권 에어로졸 주입 시나리오를 시뮬레이션하여 남극 얼음 손실을 늦출 가능성이 가장 높은 냉각 전략을 식별했습니다. 본 연구를 위해 수행된 데이터 분석의 일부는 국제대학 정보기술서비스학과의 대용량 메모리 컴퓨터 클러스터 "Carbonate"에서 수행되었습니다.
"에어로졸이 방출되는 곳은 중요하며 기후에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다"라고 Goddard는 말했습니다. "이 경우 우리는 열대와 아열대 지방의 여러 위도에서 성층권 에어로졸을 방출하고 남반구에서 더 많은 비율의 에어로졸을 방출하는 것이 남극 대륙의 육지 얼음을 보호하는 최선의 전략이라는 것을 발견했습니다. 왜냐하면 따뜻한 물이 빙붕에서 멀리 떨어져 있도록 돕기 때문입니다."
다양한 시나리오와 발견
연구원들은 11개의 서로 다른 성층권 에어로졸 주입 시나리오를 시뮬레이션했습니다. 성층권 에어로졸 주입을 구현하는 가장 가능성 있는 방법으로 간주되는 여러 위도에 걸친 세 가지 시나리오의 온도 목표는 산업화 이전 수준보다 섭씨 1.5도, 1도, 0.5도입니다. 시뮬레이션은 2035년에 시작되어 2070년까지 계속되었으며, 성층권 에어로졸 주입이 없는 적당한 배출 시나리오를 주요 비교점으로 포함했습니다.
Goddard는 여러 위도에서 성층권 에어로졸을 주입하는 시뮬레이션 시나리오가 남극 얼음 손실 측면에서 이점을 보여주었지만 녹는 속도의 변화를 정량화하기 위해서는 추가 연구가 필요하다고 말했습니다.
특히, 여러 단일 위도 주입 시나리오는 실제로 우세한 바람이 남쪽으로 이동하여 따뜻한 물이 빙붕을 향하게 되면서 남극 얼음의 손실을 가속화했습니다.
Goddard는 "기후를 설계하려면 어떻게 설계하느냐가 정말 중요합니다."라고 말했습니다. "예를 들어, 성층권 에어로졸 주입과 관련된 위험 중 일부에는 지역 강수 패턴의 변화와 처리가 수십 년 동안 중단될 경우 지구 온도가 성층권 이전 에어로졸 주입 수준으로 빠르게 상승하는 '종료 충격' 가능성이 포함됩니다."
지구공학에 대한 이해 확대
Kravitz는 기후 변화의 영향이 더욱 두드러짐에 따라 이 개념이 더욱 광범위하게 논의되고 있다고 말합니다. "만약 사회가 지구공학을 추구하기로 결정한다면 우리는 우리가 아는 것과 모르는 것을 더 잘 이해해야 합니다. 우리는 태양 복사 관리의 위험과 지역적 영향에 대한 지식 격차를 메우기 시작했지만 이것이 진정으로 좋은 아이디어인지 여부를 누군가가 말하기 전에 더 많은 연구가 이루어져야 합니다. 이는 남극 대륙에도 해당되지만 나머지 지역에도 적용됩니다. 행성."
참조 "성층권 에어로졸 주입은 주입 위치와 양에 따라 남극 빙하 손실 위험을 줄입니다" P.B. 고다드, B. 크라비츠, D.G. MacMartin, D. Visioni, E.M. Bednarz 및 W.R. Lee는 2023년 11월 15일 Journal of Geophysical Research에 게재되었습니다.
doi:10.1029/2023jd039434
컴파일된 소스: ScitechDaily