Wolkenfabrieken: het klinkt als iets uit een sprookje, maar als het aan sommige wetenschappers ligt, worden ze snel werkelijkheid. Wolkenfabrieken zouden namelijk wel eens uitkomst kunnen bieden wanneer wij er niet in slagen de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen.

Door wolken te maken die zonnewarmte tegenhouden, zou de aarde af kunnen koelen. Dit is een sterk staaltje ‘geo-engineering’: het gebruiken van technische middelen om het klimaat te beïnvloeden. Maar voordat we dit sprookje omtoveren in realiteit, moeten we deze nieuwe technologie kritisch onder de loep nemen.

Stop de klimaatverandering
We staan met zijn allen voor een enorme opgave: het stoppen van klimaatverandering. Dat de aarde opwarmt, is wel duidelijk. En het is ook wel zonneklaar dat wij mensen daar een bijdrage aan hebben geleverd. Door alsmaar broeikasgassen uit te stoten, hebben wij het broeikaseffect zo versterkt dat we onderhand wel met een oplossing moeten komen. Het verminderen van de uitstoot van broeikasgassen is de meest logische optie, maar daar hebben wij enorme moeite mee. Daarom zijn verschillende wetenschappers op zoek naar andere manieren om het klimaat te controleren. Bijvoorbeeld door wolkenfabrieken in te zetten.

Reflectie
De warmte van de aarde wordt grotendeels bepaald door de inkomende zonnestraling. Van deze straling neemt de aarde maar een deel op als warmte. De rest wordt gereflecteerd, terug de ruimte in. Hoeveel zonnestraling er weer in de ruimte verdwijnt, hangt af van de reflectiviteit van het aardoppervlak. Bossen en zeeën zijn bijvoorbeeld niet goed in het reflecteren van zonnewarmte. Daarentegen zijn gebieden die bedekt zijn met sneeuw en ijs de kampioenen als het gaat om reflectiviteit. Op deze witte oppervlakken kaatst tot wel 90 procent van het zonlicht terug.

Een wolkenfabriek. Afbeeling: John MacNeill.

Wolken
Nog een voorbeeld van witte oppervlakken zijn wolken. Deze kunnen ook veel zonnewarmte weerkaatsen, al helemaal wanneer de wolk uit hele kleine druppeltjes bestaat. Hoe kleiner de druppeltjes, hoe groter het witte oppervlak in de wolk, en hoe meer zonlicht er gereflecteerd wordt. Door meer van zulke hoog-reflecterende wolken met minuscule druppeltjes te maken, is het dus mogelijk om meer zonnewarmte terug de ruimte in te sturen.

Wolkenfabrieken
Maar hoe kunnen we een dergelijke reflecterende deken van wolken voor onze aardbol maken? Dat kan door zeewater te verstuiven. Wanneer zeewater door verstuiving in de lucht wordt gebracht, zal het op een gegeven moment verdampen. Het zeezout dat in het water zat opgelost komt dan als microdeeltjes vrij in de atmosfeer. Deze deeltjes vormen een oppervlak waarop het water dat zich in gasvorm in de atmosfeer bevindt, kan condenseren tot druppeltjes. Op deze manier ontstaan wolken.

Schip maakt wolk
Professor John Latham van het Amerikaanse National Center for Atmospheric Research is wolkendeskundige en stelt voor om onbemande, satellietgestuurde rotorschepen die werken op windenergie, de wolken te laten genereren. Er zouden 1500 van zulke zeewaterverstuivende schepen nodig zijn om genoeg wolken te maken om de opwarming van de komende decennia tegen te gaan.

Voordelen
Deze vorm van geo-engineering heeft als groot voordeel dat de geproduceerde wolken een zeer lokaal effect hebben, waardoor klimaatverandering dus ook plaatselijk tegen kan worden gegaan. Zo is het mogelijk om kwetsbare delen van de aarde zoals het Arctische gebied of koraalriffen extra te beschermen tegen opwarming. Verder zou de wolkenfabriek de vorming van orkanen boven zee kunnen stoppen. Orkanen ontstaan in warme lucht die boven koeler zeewater hangt. De wolkenfabrieken kunnen voor afkoeling van deze lucht zorgen en op die manier orkaanvorming stoppen.

Wolken: de oplossing? Foto: John Mueller.

Nadelen
Maar het inzetten van wolkenfabrieken heeft ook een duistere kant. Kunstmatige wolkvorming verandert namelijk niets aan de hoge CO2-concentraties in de atmosfeer. Daardoor krijgen we te maken met nieuwe milieuomstandigheden waar we niet bekend mee zijn: namelijk hoge CO2-concentraties met een lage temperatuur. De gevolgen hiervan voor de ecosystemen zijn niet te voorspellen. Daarnaast doet dit niets af aan het probleem van oceaanverzuring als gevolg van de grote hoeveelheid CO2 in de atmosfeer.

Wapen
Nog zo’n geo-engineering-wapen waarmee we klimaatverandering wellicht tegen kunnen gaan: ijzer toevoegen aan de oceanen.

Falen
Ook kan een plotseling falen van deze methode leiden tot ongekend snelle opwarming van het klimaat, aangezien de broeikasgassen nog steeds in overvloed aanwezig zijn. Hier zal moeilijker mee om te gaan zijn dan met de opwarming die plaatsvindt zonder dat we wolkfabrieken inzetten. Daarbij zorgt deze methode om klimaatverandering te bestrijden door het lokale karakter voor sterkere temperatuurverschillen tussen gebieden. Dit leidt tot nieuwe luchtstromingen die vochtige lucht zullen verplaatsen van gebieden waar deze techniek wordt toegepast naar gebieden waar dit niet het geval is. Zo zal de locatie, intensiteit en timing van neerslag en zelfs van moessons veranderen. Het is niet bekend in welke mate dit zal gebeuren en voor welke problemen het zal zorgen. Daarom moet er voorzichtig met het produceren van wolken worden omgegaan.

Wolkenfabrieken zijn een buitengewoon creatief idee, maar of ze het klimaatprobleem oplossen, valt nog te bezien. Ook al is het terugkaatsten van zonnewarmte met kunstmatige wolken technisch haalbaar, er zitten nogal wat haken en ogen aan. Ingewikkelde problemen kennen nu eenmaal geen simpele oplossing. Willen we geen gedoe met onvoorspelbare bijwerkingen, dan zullen we toch echt moeten minderen met broeikasgassen. Mocht dit niet lukken, dan kunnen we ons alsnog met ziel en zaligheid op geo-engineering storten.

Dit artikel is geschreven door Sjors van Broekhuizen (23), student biogeologie aan de Universiteit Utrecht. Van Broekhuizen schreef het artikel over de Wolkenfabrieken tijdens het vak Public Science Communication with Multi Media.