Flere skibe og flere skyer betyder afkøling i Arktis

Med havis i Arktis, der smelter med en alarmerende hastighed, muligheder for transarktisk skibsfart åbner sig, og i midten af ​​århundredet vil skibe være i stand til at sejle lige over Nordpolen - noget, som ikke tidligere var muligt for menneskeheden.

UConn geograf Scott Stephenson og kolleger siger, at væksten i transarktisk skibsfart og stigningen i emissioner, der vil ledsage det, kan opveje noget af den generelle opvarmningstendens i Arktis ved slutningen af ​​århundredet. Deres undersøgelse blev offentliggjort 12. september i Geofysiske forskningsbreve .

På samme tid, de advarer om, at denne effekt er relativt lille i forbindelse med den generelle globale opvarmning, og at flere skibe i Arktis ville øge risikoen for miljøkatastrofer.

Ved at modellere ændringer i klimatendenser forbundet med stigninger i skibstrafikken og efterfølgende stigninger i emissioner, forskerne fandt, at transarktisk skibsfart opvejer noget af den generelle opvarmningstendens i Arktis ved slutningen af ​​århundredet.

"Resultaterne overraskede os, " siger Stephenson, en adjunkt i geografi i College of Liberal Arts and Sciences. "Vi vidste ikke, om vi ville se et klart signal om opvarmning eller afkøling, og det faktum, at vi så en klar afkølingstendens, var uventet."

Forskere har i nogen tid været klar over, at sejlruter kan påvirke klimaet på to konkurrerende måder, siger Stephenson. Med en stigning i emissioner, der er en stigning i frigivet sort kulstof. Denne sodede sorte kulstof sætter sig på stærkt reflekterende overflader som sne og is, reduktion af reflektion af solstråling, hvilket betyder, at overfladerne holder strålingen som varme.

Den anden måde, hvorpå skibsemissioner påvirker klimaet, er gennem den svovldioxid, der frigives som et andet biprodukt af brændstofforbrænding. I stedet for at varme, imidlertid, Stephenson siger, at svovlemissionerne spiller en rolle i afkøling ved at tilskynde til dannelsen af ​​skydråber og ved at sprede indkommende sollys.

Skibsspor dannes, når de er meget små, luftbårne partikler, der udsendes i udstødningen fra store skibe (og fly) tiltrækker vandmolekyler, fungerer som 'frø' (eller 'skykondensationskerner') til skyer. Fortsat ophobning af dråber på skyens kondensationskerner danner de tynde, stribede skyer. "Det er derfor, man ofte ser et slæbende spor af skyer, der følger skibe, " siger han. "De kalder de skibsspor."

Selvom virkningerne af emissioner er blevet undersøgt tidligere, Stephenson siger, at denne undersøgelse præsenterer et mere realistisk og robust scenarie, da den bygger på de tidligere undersøgelser og bruger en fuldt koblet jordsystemmodel, herunder forventede emissioner for fremtidig transarktisk skibsfart fra 2006 til 2099, gør det mere dynamisk.

Holdet tog også højde for havisens skiftende karakter gennem sæsonerne, og hvordan det ville påvirke skibsruter. Med skift i skibsruter kommer skift i, hvor emissioner vil blive deponeret.

"Tidligere undersøgelser har mere eller mindre behandlet arktiske sejlruter som statiske, hvilket betyder, at ruterne ikke varierer med årstiden og med isens vækst og krympning, " siger Stephenson. "Vi mener, at dette er en vigtig brik i puslespillet - at skabe en bedre model for, hvor skibe kan sejle i løbet af det 21. århundrede."

Forsendelsestendenser blev estimeret ved at tage højde for den nødvendige transport af varer for hver havn i Europa til Asien pr. måned. Brændstofbehov blev beregnet, og emissionstotaler blev bestemt.

Forskerne tog også hensyn til globale menneskeskabte (menneskeskabte) drivhusgaskoncentrationsbaner, vedtaget af Det Internationale Panel for Klimaændringer (IPCC), på et niveau, der er tæt på linje med nutidens tendenser, sammen med global økonomisk produktion, der vil drive transporten af ​​varer.

"Vi forsøgte fuldt ud at integrere samspillet mellem de forskellige komponenter i klimasystemet på måder, som ikke er blevet gjort før, " siger Stephenson.

Hovedresultatet var, at køleeffekten vandt over opvarmningseffekten i simuleringerne, til omkring en grad celsius.

Alligevel advarer Stephenson om, at selvom det er et klart køleresultat, det er relativt lille i det store skema af global opvarmning, der forventes i Arktis:"Vi taler om en opbremsning af opvarmningen, men ikke en standsning af opvarmningen."

Arktis fortsætter med at varme op med det dobbelte af det globale gennemsnit, og selvom øget forsendelse sandsynligvis vil have en afkølende effekt på regionen, forskerne understreger, at disse resultater ikke skal tolkes som en godkendelse af arktisk skibsfart, især som en potentiel løsning på klimaforandringerne.

Stephenson bemærker, at mens transarktiske skibsruter ville reducere rejsetiden med så meget som 40 procent, vækst i skibstrafikken ville betyde øget risiko for olieudslip og klarere adgang til udvindelige ressourcer såsom olie, gas, og mineraler i regionen - alle scenarier, der kommer med potentielt alvorlige miljømæssige konsekvenser, hvis der skulle ske en ulykke. Med færre faciliteter inden for rækkevidde til at reagere på en potentiel katastrofe, respondere ville blive stillet over for enorme logistiske udfordringer for at håndtere disse scenarier.

"Der er klare økonomiske fordele ved skibsfart i Arktis, med kortere ruter og mindre brændstof, der forbrændes, " han siger, "men der er også enorme potentielle risici."

Derudover afkølingen kunne opvejes af international regulering og handelsaftaler, for eksempel hvis planlagte globale grænser for svovlemissioner fra brændstof brugt af skibene træder i kraft. Uden den svovl-inducerede skydannelse, den sky-drevne køleeffekt vil ikke ske.

Stephenson konkluderer, "Den milde afkøling, som disse resultater viser, er, vi tænker, en væsentlig brik i puslespillet om at forstå kompleksiteten i samspillet mellem mennesker og klimasystemet. Det er vigtigt at tage højde for dette."