Jak zchladit rozpálená města? Hodně by pomohla nová barva

Bílá barva se v barevné paletě naší planety objevuje na mnoha místech, od ledových tunder až po oblaka. Díky této barvě se sluneční světlo přirozeně odráží od zemského povrchu zpět do vesmíru. Tento efekt – známý jako albedo – má obrovský vliv na průměrnou globální teplotu.

Představte si svět celý pokrytý oceány. Ačkoli tato představa může vyvolávat osvěžující pocit chladu, absence bílých odrazivých ploch by ve skutečnosti vedla ke zvýšení průměrné teploty povrchu Země na téměř 30 °C. Tedy na dvojnásobek současné průměrné teploty, která se pohybuje kolem 15 °C.

Pokračující úbytek ledové a sněhové pokrývky na naší planetě je nejen důsledkem klimatických změn způsobených lidskou činností, ale také vede k dalšímu zvyšování povrchové teploty. Nejhorší scénáře klimatických modelů předpovídají, že pokud se emise CO₂ do roku 2050 výrazně nesníží, mohou být průměrné teploty v roce 2100 o 1,5 °C vyšší než v současnosti, mimo jiné díky snížené odrazivosti Země. Barva našeho světa má důležitou vliv na jeho budoucnost.

Slavné bílé budovy na ostrovech, jako je řecký Santorini, nejsou jen na parádu: lidé již stovky let vědí, že bílá barva nejlépe odráží teplo. Tradičně se k pokrytí takových budov používá barvy vyrobené ze sádrovce, minrálu, který obsahuje síran vápenatý (CaSO₄). Nedávná studie zveřejněná v časopis American Chemical Society naznačuje, že alternativní barva obsahující síran barnatý (BaSO₄) by mohla být ještě účinnější při odrážení slunečního záření dopadajícího na budovy zpět do vesmíru.

Klíčem k účinnosti této nové barvy na bázi síranu barnatého jsou v ní obsažené nanočástice. Ty nejen poměrně účinně odrážejí sluneční energii. Důležité přitom je, že vyzařují teplo na specifických infračervených vlnových délkách v rozmezí 0,008-0,013 milimetru. Tyto vlnové délky odpovídají části atmosféry, která je vysoce průhledná, známé jako “atmosférické okno”.

To znamená, že mnohem více odražené sluneční energie se může odrazit přímo tímto “oknem” zpět do vesmíru, místo aby zůstala zachycena v zemské atmosféře a přispívala ke globálnímu oteplování. Podle autorů studie se při dopadu slunečního záření na barvu ze síranu barnatého odrazí téměř 10 % záření právě na těchto vlnových délkách.

Použití tohoto typu nátěru na budovy v oblastech s teplým podnebím pomůže udržet budovy chladnější – velký problém zejména v městských oblastech, kde hustota lidí a budov může v letních měsících vyhnat teploty do nesnesitelných výšek.

Studie ukazuje, že natírání budov barvou na bázi síranu barnatého může snížit teplotu uvnitř budov o 4,5 °C oproti teplotě venkovního vzduchu. Tato technologie má potenciál výrazně snížit náklady na chlazení budov tím, že sníží závislost na klimatizaci.

Nicméně tento bělejší než bílý nátěr má i svou temnější stránku. Kvůli energetické náročnosti těžby surové barytové rudy k výrobě a zpracování siřičitanu barnatého, který tvoří téměř 60 % barvy, má tato barva značnou uhlíkovou stopu. Široké používání barvy by znamenalo dramatický nárůst těžby barya.

Bílé střechy provozoven obchodního řetězce Walmart pomáhá šetřit energií (foto Walmart)
Bílé střechy provozoven obchodního řetězce Walmart pomáhá šetřit energií (foto Walmart)

Přírodní chladicí triky

Barva na bázi siřičitanu barnatého je jen jeden způsob, jak zlepšit odrazivost budov. Posledních několik let jsem strávil výzkumem bílé barvy v přírodě, od bílých povrchů po bílá zvířata. Zvířecí chlupy, peří a motýlí křídla poskytují různé příklady toho, jak příroda reguluje teplotu ve struktuře. Napodobení těchto přírodních technik by mohlo pomoci udržet naše města chladnější s nižšími náklady pro životní prostředí.

Křídla jednoho intenzivně bílého druhu brouka Lepidiota stigma vypadají nápadně jasně bílá díky nanostrukturám v šupinách, které velmi dobře rozptylují dopadající světlo. Tuto přirozenou vlastnost rozptylování světla lze využít při navrhování ještě lepších barev: například použitím recyklovaného plastu k vytvoření bílé barvy obsahující podobné nanostruktury s mnohem nižší uhlíkovou stopou. Pokud jde o inspiraci z přírody, nebe je neomezené.

Autorem textu ke Andrew Parnell, fyzik a astronom na Sheffieldské univerzitě. Tento článek byl přetištěn z The Conversation pod licencí Creative Commons. Originál najdete zde.

Související články

Vložit komentář...