En av de mest oroande aspekterna av klimatförändringar är den roll som positiva feedbackmekanismer spelar. Förutom att de globala temperaturerna stiger på grund av ökade koldioxidutsläpp och växthusgasutsläpp, finns det en extra drivkraft som skapas av avskogning, försurning av havet och (framför allt) försvinnandet av Arctic Polar Ice Cap.
Enligt en ny studie från ett forskargrupp från School of Earth and Space Exploration vid Arizona State University kan det dock vara möjligt att frysa delar av den arktiska isisen. Genom en geoingenjörsteknik som skulle förlita sig på vindkraftpumpar tror de att en av de största positiva återkopplingsmekanismerna på planeten kan neutraliseras.
Deras studie, med titeln "Arctic Ice Management", dök upp nyligen i Earth's Future, en online-tidskrift publicerad av American Geophysical Union. Som de indikerar är den nuvarande hastigheten med vilken arktisk is försvinner den ganska oroande. Dessutom är det inte troligt att mänskligheten kommer att kunna bekämpa stigande globala temperaturer under de kommande decennierna utan närvaron av polarisen.
Särskilt oroande är hur snabb polarisen har försvunnit, vilket har varit ganska uttalat under de senaste decennierna. Förlustgraden har uppskattats till vara mellan 3,5% och 4,1% per decennium, med en total minskning på minst 15% sedan 1979 (när satellitmätningar började). För att förvärra saker, accelererar hastigheten när isen försvinner.
Från en baslinje på cirka 3% per decennium mellan 1978-1999 har förlustgraden sedan 2000-talet stigit avsevärt - till den grad att omfattningen av havis under 2016 var den näst lägsta som någonsin registrerats. Som de säger i sin introduktion (och med stöd av många källor) kommer problemet bara att bli värre mellan nu och mitten av 2000-talet:
”Globala medeltemperaturer har observerats stiga linjärt med kumulativ CO2 utsläpp och förutspås fortsätta att göra det, vilket resulterar i temperaturökningar på kanske 3 ° C eller mer vid slutet av seklet. Den arktiska regionen kommer att fortsätta värma snabbare än det globala medlet. Året runt minskningar av arktisk havsis beräknas i praktiskt taget alla scenarier och en nästan isfri (<106 km2 havsutbredning under fem år i rad) Arktiska havet betraktas som "troligt" fram till 2050 i ett affärssituation som vanligt. "
En av anledningarna till att Arktis värms snabbare än resten av planeten har att göra med stark is-albedo-feedback. I grund och botten reflekterar färsk snöis upp till 90% av solljus medan havsis reflekterar solljus med albedo upp till 0,7, medan öppet vatten (som har en albedo på nära 0,06) absorberar mest solljus. Ergo, när mer is smälter, desto mer solljus absorberas och kör temperaturerna i Arktis ytterligare upp.
Arktisk havis-omfattning (område täckt minst 15% med havsis) i september 2007 (vitt område). Den röda kurvan anger genomsnittet 1981–2010. Kredit: National Snow and Ice Data CenterFör att ta itu med denna oro övervägde forskarteamet - ledt av Steven J. Desch, en professor från School of Earth and Space Exploration - hur smältningen är kopplad till säsongsvängningar. I huvudsak blir den arktiska havsisen tunnare med tiden eftersom ny is (alias "förstaårsisen"), som skapas med varje vinter som passerar, är vanligtvis bara 1 meter (3,28 ft) tjock.
Is som överlever sommaren i Arktis kan växa och bli "flerårig is", med en typisk tjocklek på 2 till 4 meter (6,56 till 13,12 ft). Men tack vare den nuvarande trenden, där somrarna gradvis blir varmare, har "förstaårsisen" undergått sommarsmälten och sprickbildning innan den kan växa. Medan flerårig is bestod av 50 till 60% av all is i ishavet under 1980-talet, fram till 2010, utgjorde den bara 15%.
Med tanke på detta övervägde Desch och hans kollegor en möjlig lösning som skulle säkerställa att "förstaårsisen" skulle ha bättre chans att överleva sommaren. Genom att placera maskiner som skulle använda vindkraft för att generera pumpar, uppskattar de att vatten kan bringas till ytan under en arktisk vinter, då det skulle ha bästa chans att frysa.
Baserat på beräkningar av vindhastighet i Arktis beräknar de att en vindkraftverk med blad med 6 meter i diameter skulle generera tillräckligt med el så att en enda pump skulle kunna höja vatten till en höjd av 7 meter och med en hastighet av 27 ton ( 29,76 amerikanska ton) per timme. Nettoeffekten av detta skulle vara tjockare islager i hela det drabbade området, vilket skulle ha en bättre chans att överleva sommaren.
Med tiden skulle den negativa återkopplingen som skapas av mer is orsaka att mindre solljus absorberas av det arktiska havet, vilket leder till mer kylning och mer isansamling. Detta, hävdar de, skulle kunna göras på en relativt blygsam budget på 500 miljarder dollar per år för hela Arktis, eller 50 miljarder dollar per år för 10% av Arktis.
Även om detta kan låta som en enorm siffra, är de snabba att påpeka att gjutet som täcker hela Arktis med isskapande pumpar - vilket kan spara biljoner i BNP och otaliga liv - motsvarar bara 0,64% av den nuvarande bruttonationalprodukten i världen (BNP) på 78 biljoner dollar. För ett land som USA representerar det bara 13% av den nuvarande federala budgeten ($ 3,8 biljoner).
Och även om det finns flera aspekter av detta förslag som fortfarande måste utarbetas (vilket Desch och hans team helt erkänner) verkar konceptet vara teoretiskt sundt. Det tar inte bara hänsyn till hur säsongsförändringar och klimatförändringar är kopplade i Arktis, det erkänner hur mänskligheten troligtvis inte kommer att kunna hantera klimatförändringar utan att använda geoingenjörstekniker.
Och eftersom arktisk is är en av de viktigaste sakerna när det gäller att reglera globala temperaturer är det perfekt att börja här.
