bilde
Å male bygninger hvite er en hundre år gammel metode for å avverge varmen i land som Hellas SophiaPapageorge / Pixabay, CC BY

Fra isete tundraer til bølgende skyer vokser fargen hvitt gjentatte ganger opp på planets palett. Denne fargen gir en naturlig måte for lys fra solen å reflektere tilbake fra jordoverflaten og ut i rommet. Denne effekten - kjent som planetens albedo - har en enorm innvirkning på gjennomsnittlig global temperatur.

Tenk deg en verden dekket helt av hav. Selv om ideen kan fremkalle en forfriskende følelse av kulde, ville fraværet av reflekterende hvite områder faktisk se Jordens gjennomsnittlige overflatetemperatur øke til nesten 30 º C: doble den nåværende gjennomsnittstemperaturen på 15 º C.

Den pågående nedgangen i planeten vår is og snø dekning, i tillegg til å være en konsekvens av menneskedrevne klimaendringer, driver også ytterligere økninger i overflatetemperaturen. Worst-case scenario-modeller forutsier det – hvis CO? utslippene reduseres ikke dramatisk innen 2050 – gjennomsnittstemperaturen i år 2100 kan være 1.5 º C varmere enn i dag, delvis takket være jordens reduserte reflektivitet. Fargen på vår verden spiller en nøkkelrolle i å bestemme fremtiden.

De berømte hvite bygningene på øyer som Santorini, Hellas, er ikke bare for utstilling: mennesker har brukt kunnskapen om at hvite farger reflekterer varmen best i hundrevis av år. Tradisjonelt kalles en type hvit maling gips, som inneholder kalsiumsulfat (CaSO?), brukes til å dekke slike bygninger. En ny studere antyder at en alternativ maling som inneholder bariumsulfat (BaSO?) kan være enda mer effektiv til å reflektere solstrålingen som treffer bygninger tilbake til verdensrommet.

En kirkebygning malt hvit Vegger og tak er ofte malt med gips i Hellas. Judithscharnowski / Pixabay, CC BY

Nøkkelen til effektiviteten til denne nye bariumsulfatbaserte malingen er nanopartiklene den inneholder som reflekterer solens energi med relativt høy effektivitet og ved spesifikke infrarøde bølgelengder på 0.008 mm – 0.013 mm. Disse bølgelengdene samsvarer med en del av atmosfæren som er svært gjennomsiktig, kjent som “himmelvindu".


innerself abonnere grafikk


Det betyr at mer av den reflekterte solenergien kan sprette tilbake gjennom dette "vinduet" i verdensrommet i stedet for å forbli fanget i jordens atmosfære og bidra til global oppvarming. Ifølge studiens forfattere, når solstråling skinner mot bariumsulfatmaling, reflekteres nesten 10% av strålingen ved disse bølgelengdene.

Å bruke denne typen maling på bygninger i varme klimaregioner vil bidra til å holde bygningene kjøligere - en stor utfordring spesielt i urbane regioner, hvor tettheten til mennesker og bygninger kan presse temperaturene til uutholdelige høyder i sommermånedene.

Studien demonstrerer hvordan maling av bygninger med bariumsulfatmaling kan redusere temperaturen inne i bygningene med 4.5 ºC sammenlignet med utetemperaturen. Denne teknologien har potensial til å redusere kostnadene betydelig kjøling av bygninger ved å redusere avhengigheten av klimaanlegg.

Et hvitt tak med takvinduer under himmelen I USA hjelper Walmarts hvite tak til å redusere energiforbruket i supermarkedene. Walmart / Flickr, CC BY-SA

Imidlertid har denne hvitere enn hvite malingen en mørkere side. Energien som kreves for å grave opp rå barittmalm for å produsere og bearbeide bariumsulfitten som utgjør nesten 60% av malingen, betyr at den har en enorm karbonutslipp. Og å bruke malingen bredt vil bety en dramatisk økning i gruvedriften av barium.

Naturens avkjølingstriks

Bariumsulfittbasert maling er bare en måte å forbedre bygningers reflektivitet på. Jeg har brukt de siste årene på å undersøke fargen hvit i den naturlige verden, fra hvite overflater til hvite dyr. Dyrehår, fjær og sommerfuglvinger gir forskjellige eksempler på hvordan naturen regulerer temperaturen i en struktur. Å etterligne disse naturlige teknikkene kan bidra til å holde byene våre kjøligere med mindre kostnad for miljøet.

Vingene til en intenst hvit bille arter kalt Lepidiota stigma fremstå som en slående lys hvit takket være nanostrukturer i deres skalaer, som er veldig flinke til å spre innkommende lys. Denne naturlige lysspredende egenskapen kan brukes til å designe enda bedre maling: for eksempel ved å bruke resirkulert plast å lage hvit maling som inneholder lignende nanostrukturer med et langt lavere karbonavtrykk. Når det gjelder å hente inspirasjon fra naturen, er himmelen grensen.

Om forfatteren

Andrew Parnell, stipendiat i fysikk og astronomi, University of Sheffield
 

Denne artikkelen opprinnelig dukket opp på Den Conversation