更多的船和更多的云意味着北极的冷却

更多的船和更多的云意味着北极的冷却

随着北极海冰以惊人的速度融化，跨北极航运的机会正在打开，到本世纪中叶，船只将能够直接飞越北极——这是人类以前不可能做到的。

康涅狄格大学地理学家Scott Stephenson和他的同事们说，到本世纪末，跨北极航运的增长和随之而来的碳排放的增加可能会抵消北极地区整体变暖趋势的部分影响。他们的研究发表在9月12日的《地球物理研究快报》上。与此同时，他们警告说，在全球变暖的大背景下，这种影响相对较小，在北极的更多船只将增加环境灾难的风险。

通过建立气候变化趋势的模型，研究人员发现，到本世纪末，跨北极航运抵消了北极整体变暖趋势的部分影响。“结果让我们大吃一惊，”斯蒂芬森说，他是文理学院的地理学助理教授。“我们不知道是否会看到明显的变暖或变冷的信号，而我们看到明显的变冷趋势的事实是出乎意料的。”

斯蒂芬森说，一段时间以来，科学家们已经意识到，航运路线可能以两种相互竞争的方式影响气候。随着排放量的增加，释放的黑碳也在增加。这种乌黑的黑碳附着在高度反射的表面上，如冰雪，减少了太阳辐射的反射，这意味着这些表面将辐射作为热量保存。船舶排放影响气候的另一种方式是通过作为燃料燃烧的另一副产物释放的二氧化硫。然而，斯蒂芬森说，硫的排放并没有使地球变暖，而是通过鼓励云滴的形成和散射进来的阳光来起到降温的作用。

当大型船舶(和飞机)排放的空气中非常微小的粒子吸引水分子时，就会形成航迹，就像云的“种子”(或云凝结核)。水滴在云凝结核上的持续积累形成薄的、有条纹的云。他说:“这就是为什么你经常看到云跟随着船只的痕迹。”“他们管这些叫船道。”尽管排放的影响进行了调查在过去,斯蒂芬森说,这项研究提供了一个更现实的和健壮的场景,因为它建立在先前的研究,并使用一个完全耦合的地球系统模型,包括预计未来trans-Arctic航运排放从2006年到2099年,使其更有活力。

该团队还考虑了海冰随季节变化的性质，以及这将如何影响航线。随着航路的变化，排放的地方也会发生变化。斯蒂芬森说:“以前的研究或多或少地把北极的航线看作是静态的，这意味着这些航线不会随着季节的变化以及冰的增长和收缩而变化。”“我们认为，这是拼图的一个重要部分——更好地模拟船舶在21世纪的航行过程。”

航运趋势是根据每个欧洲港口每个月到亚洲港口的必要货物运输情况来估计的。计算燃料需求，确定排放总量。研究人员还考虑了国际气候变化专门委员会(IPCC)采用的全球人为(人为)温室气体浓度轨迹，该轨迹与当今的趋势高度一致，以及将推动货物运输的全球经济产出。斯蒂芬森说:“我们试图以前所未有的方式充分整合气候系统各个组成部分之间的相互作用。”主要的结果是，在模拟中，冷却效应超过了升温效应，达到了大约1摄氏度。斯蒂芬森说:“我们试图以前所未有的方式充分整合气候系统各个组成部分之间的相互作用。”但斯蒂芬森警告说，尽管这是一个明显的降温结果，但在北极全球变暖的宏伟计划中，这一结果相对较小:“我们说的是全球变暖的放缓，而不是停止变暖。”

北极继续以两倍于全球平均水平的速度变暖，尽管航运的增加可能会对该地区产生降温影响，但研究人员强调，这些结果不应被解读为对北极航运的认可，尤其是对气候变化的潜在解决方案。斯蒂芬森指出,尽管trans-Arctic航线将削减旅行时间高达40%,交通运输的增长意味着高风险石油泄漏和清晰的访问可榨出的资源如石油、天然气和矿产的地区——所有场景,有可能造成严重事故发生的环境后果。由于应对潜在灾难的便利设施减少，应对人员将面临巨大的后勤挑战，以应对这些情况。他说:“在北极航行有明显的经济效益，航线更短，燃料消耗更少，但也存在巨大的潜在风险。”

此外，国际监管和贸易协定可能会抵消冷却的影响，例如，如果计划中的全球船舶燃料硫排放限制生效的话。没有硫诱导的云的形成，就不会产生云驱动的冷却效应。斯蒂芬森总结道:“我们认为，这些结果所显示的温和的冷却是理解人类和气候系统之间复杂互动的一个重要组成部分。考虑到这一点很重要。