خنک‌سازی زمین با استفاده از مفاهیم ساده فیزیک

شما به عنوان مدیر گروه تحقیقاتیHeat Island بفرمایید این گروه چند سال است متولد شده و چه برنامه‌هایی برای آن تعریف کرده‌اید؟

گروه تحقیقاتیHeat Island بالغ بر ربع قرن است که حیات پیدا کرده و در آن تنی چند از دانشمندان برجسته گردهم آمده‌اند و روی مفاهیم گوناگون و مرتبط با مصرف انرژی در دنیا و کاهش گرمایش زمین کار می‌کنند.

خنک‌سازی زمین مفهوم جذابی است که از سوی شما و این گروه تحقیقاتی معرفی شده است. شما به این مقوله چگونه نگاه می‌کنید؟

اصولا برای خنک‌سازی شهرهای مختلف جهان راه‌های گوناگون قدیمی وجود دارد که از آن جمله می‌توانم به استفاده از تکنیک درختکاری اشاره کنم. با استفاده از درختکاری و تولید سایه روی سطوح، حرارت دریافتی زمین از خورشید کاهش می‌یابد و این نتیجه‌ای جز کاهش مصرف انرژی در سیستم‌های تهویه مطبوع هوا و در کل کمک به محیط زیست نخواهد داشت.

درباره شیوه‌های دیگر نیز صحبت کنید تا به طرح کلیCool World برسیم.

راه دیگر استفاده از سطوحی است که حجم قابل توجهی از انرژی خورشیدی را منعکس و روانه فضا می‌کنند. به عنوان مثال می‌توان به سطوح گچ‌کاری شده اشاره کرد. زمانی که در نمای ساختمان‌ها از چنین سطوحی استفاده شود، بنابر اصول ساده و بدیهی فیزیک، حجم قابل توجهی از انرژی خورشیدی به سوی فضا منعکس می‌شود. از آن گذشته می‌توان سطوح روشن و منعکس‌کننده انرژی خورشیدی را در خیابان‌ها و نقاطی از این دست استفاده کرد. به عنوان مثال آسفالت سفید مفهومی جذاب به حساب می‌آید که می‌تواند سهم قابل توجهی در کاهش گرمایش زمین داشته باشد. مهم‌ترین نتیجه‌ای که این فرآیندها خواهند داشت کاهش مصرف انرژی در ساختمان‌ها و در نهایت خنک‌شدن چند درجه‌ای شهرهاست. ما به این فرآیند به عنوان راهی موثر برای کاهش آلودگی‌های زیست محیطی نگاه می‌کنیم.

به نظر می‌رسد استفاده از سطوح سفید و روشن برای خنک‌سازی زمین ایده‌ای چندان تازه نبوده و از آن گذشته تقریبا هر دانشمند و محققی که کمی درباره آن فکر کرده باشد، می‌توانسته است روی آن کار کند؛ اما شما نخستین گروه تحقیقاتی شاخص در این زمینه به حساب می‌آیید؟

دقیقا همین طور است. شما اگر با یک نوجوان نیز درباره سطوح سفید و روشن صحبت کنید، به شما خواهد گفت گرمای کمتری از جانب خورشید جذب خواهد کرد. این یک اصل فیزیکی ساده و پذیرفته شده است. پس بدیهی است که در سراسر جهان دانشمندان و محققان مختلفی درباره این ایده تفکر کرده باشند، اما آنچه ما را با تمام این گروه‌ها متمایز کرده است، تلاش برای انجام محاسبات دقیق و در ادامه ربط دادن آنها به کاهش گازهای گلخانه‌ای بوده است.

کمی درباره این محاسبات صحبت کنید؟

ما محاسبات گوناگونی انجام داده و آنها را در قالب نمودارهای مختلفی ارائه کرده‌ایم. یکی از این محاسبات می‌گوید هر 10 مترمربع زمین یا بام سفید رنگ معادل یک تن کاستن از حجم گاز دی‌اکسیدکربن از اتمسفر زمین است. همچنین ما برآورد کرده‌ایم که با استفاده از سطوح روشن و سفید در بام‌ها، پیاده‌روها و خیابان‌ها، میزان توان بازتابش نور انرژی خورشیدی به فضا حدود یک‌دهم افزایش پیدا می‌کند. از آن گذشته ما دریافته‌ایم با استفاده از این تکنیک و افزایش این مقدار توان بازتابش انرژی خورشیدی به فضا، می‌توان اثر مخرب گازهای کربنیکی معادل 44 گیگاتن گاز گلخانه‌ای دی‌اکسیدکربن را از بین برد که ارزش آن بالغ بر یک میلیارد و 100 میلیون دلار خواهد بود. به عبارت دیگر اگر تصور کنیم که نرخ افزایش حجم گاز گلخانه‌ای دی‌اکسیدکربن در جو زمین سالانه 5/1 درصد باشد، میزان خنثی‌سازی اثر گازهای گلخانه‌ای که با استفاده از این تکنیک به دست می‌آید معادل 11 سال خواهد بود.

درخصوص سفیدسازی یا روشن‌سازی سطوح چه مواد و راهکارهایی ارائه کرده‌اید؟

این مقوله یکی از مهم‌ترین برنامه‌های ما بوده است. در حقیقت ما نگرش خود را به دو قسمت مجزا تقسیم‌بندی کرده‌ایم. قسمت اول شامل بام‌ها می‌شود. تصور کنید در شهری همچون تهران این امکان وجود داشته باشد که از موزائیک‌های سفیدرنگ برای پوشش کف بام‌ها استفاده شود. همچنین پیشنهاد دیگر ما این است در مناطقی که از پوشش شیروانی استفاده می‌شود، آنها را به رنگ سفید درآورند تا در عین حال که نمایی زیباتر پیدا می‌کنند، دوام بیشتری نیز داشته باشند و در نهایت حجم بیشتری از انرژی خورشیدی را به اتمسفر بازگردانند. این نگرش را می‌توان در دنیای ساخت خودروها نیز به کار برد. چه‌بسا که روزانه شمار قابل توجهی از خودروها در حال تردد در خیابان‌ها هستند و به نوعی سطح وسیعی از زمین را می‌پوشانند.

اما قسمت دوم؟

قسمت دوم تحقیقات ما در این بخش به خیابان‌ها و پیاده‌روها مربوط می‌شود. توجه کنید که بین 35 تا 50 درصد سطح شهرهای مختلف جهان را این نوع سطوح می‌پوشانند. پیشنهاد ما این است که به جای استفاده از آسفالت سیاه رنگ که حجم قابل توجهی از گرما و انرژی خورشیدی را جذب زمین می‌کنند، از سطوح منعکس‌کننده انرژی خورشیدی استفاده شود. البته پیشرفت‌های ما بیشتر به قسمت بام‌ها مربوط می‌شود، چون آسفالت محصولی ارزان قیمت است و شرکت‌های مختلف نفتی از جانب بالا بودن تقاضا برای آن سودهای سرشاری به جیب می‌زنند و در عین حال محصولی با بازار مناسب است. از این رو کنار گذاشتن آن و استفاده از سطوح دیگر کمی مشکل‌تر از سفیدسازی بام‌ها خواهد بود.

آینده این دانش نوین را چگونه می‌بینید؟

قضیه کاملا روشن است. زمین در حال گرم‌‌شدن است و ما راهی جز استفاده از سطوح روشن‌تر و انعکاسی نداریم تا به کاهش گازهای گلخانه‌ای و کاستن از روند گرمایش زمین کمک کنیم. یادمان باشد فرآیند گرمایش زمین و انتشار گازهای گلخانه‌ای در اتمسفر آنچنان چالش‌برانگیز شده است که هم‌اکنون در اروپا بورسی به نام «معاملات گازهای کربنی» وجود دارد. در این بورس شرکت‌ها و کارخانه‌های مختلف که به عنوان تولیدکننده اصلی گازهای گلخانه‌ای به حساب می‌آیند، حق انتشار گازهای کربنی به هوا را از سایر شرکت‌ها خریداری می‌کنند. این همه نشان‌دهنده محدودیت‌های موجود و نزدیک شدن به بحران‌های زیست محیطی است.

مهدی پیرگزی