Jednym z najbardziej niepokojących aspektów zmian klimatu jest rola mechanizmów pozytywnego sprzężenia zwrotnego. Oprócz globalnych temperatur rosnących z powodu zwiększonej emisji dwutlenku węgla i gazów cieplarnianych, powstaje dodatkowy impuls spowodowany wylesianiem, zakwaszaniem oceanów i (przede wszystkim) znikaniem czapy polarnej Arktyki.
Jednak według nowego badania przeprowadzonego przez zespół naukowców z School of Earth and Space Exploration na Uniwersytecie Stanowym w Arizonie może być możliwe ponowne zamrożenie części pokrywy lodowej Arktyki. Dzięki technice geoinżynieryjnej, która opierałaby się na pompach wiatrowych, uważają, że jeden z największych mechanizmów pozytywnego sprzężenia zwrotnego na planecie można zneutralizować.
Badanie zatytułowane „Zarządzanie lodem arktycznym” pojawiło się niedawno w Earth's Future, czasopiśmie internetowym opublikowanym przez American Geophysical Union. Jak wskazują, obecne tempo znikania lodu arktycznego jest dość niepokojące. Co więcej, ludzkość prawdopodobnie nie będzie w stanie pokonać rosnących temperatur globalnych w nadchodzących dziesięcioleciach bez obecności polarnej pokrywy lodowej.
Szczególnie niepokojące jest tempo zanikania lodu polarnego, które było dość wyraźne w ostatnich dziesięcioleciach. Szacuje się, że wskaźnik strat wynosi od 3,5% do 4,1% na dekadę, przy ogólnym spadku co najmniej 15% od 1979 r. (Kiedy rozpoczęły się pomiary satelitarne). Co gorsza, tempo utraty lodu przyspiesza.
W stosunku do poziomu wyjściowego wynoszącego około 3% na dekadę w latach 1978–1999 tempo strat od 2000 r. Znacznie wzrosło - do tego stopnia, że zasięg lodu morskiego w 2016 r. Był drugim najniższym odnotowanym w historii. Jak stwierdzili we wstępie (i przy wsparciu wielu źródeł), problem może się tylko pogorszyć od chwili obecnej do połowy XXI wieku:
„Zaobserwowano, że średnie globalne temperatury rosną liniowo wraz ze skumulowanym CO2 i przewiduje się, że będą to nadal robić, co spowoduje wzrost temperatury o około 3 ° C lub więcej do końca wieku. Region arktyczny będzie nadal się ocieplał szybciej niż średnia światowa. Przez cały rok redukcje arktycznego lodu morskiego są prognozowane praktycznie we wszystkich scenariuszach i prawie bez lodu (<106 km2 zasięg lodu morskiego przez pięć kolejnych lat) Ocean Arktyczny jest uważany za „prawdopodobny” do 2050 r. w tradycyjnym scenariuszu. ”
Jednym z powodów, dla których Arktyka rozgrzewa się szybciej niż reszta planety, jest silna reakcja lodowo-albedo. Zasadniczo świeży lód śniegowy odbija do 90% światła słonecznego, podczas gdy lód morski odbija światło słoneczne z albedo do 0,7, podczas gdy woda otwarta (która ma albedo bliskie 0,06) pochłania większość światła słonecznego. Ergo, im więcej topi się lodu, tym więcej światła słonecznego jest pochłaniane, tym bardziej podnosząc temperaturę w Arktyce.
Zasięg lodu arktycznego (obszar pokryty co najmniej 15% lodem morskim) we wrześniu 2007 r. (Obszar biały). Czerwona krzywa oznacza średnią z lat 1981–2010. Źródło: National Snow and Ice Data CenterAby rozwiązać ten problem, zespół badawczy - kierowany przez Stevena J. Descha, profesora ze Szkoły Badań Ziemi i Kosmosu - zastanowił się, w jaki sposób topnienie jest powiązane z wahaniami sezonowymi. Zasadniczo lód arktyczny z czasem staje się coraz cieńszy, ponieważ nowy lód (zwany także „lodem z pierwszego roku”), który powstaje z każdą mijającą zimą, ma zazwyczaj zaledwie 1 metr grubości.
Lód, który przetrwa lato w Arktyce, może rosnąć i stać się „lodem wieloletnim”, o typowej grubości od 2 do 4 metrów (6,56 do 13,12 stóp). Ale dzięki obecnemu trendowi, w którym lato staje się coraz cieplejsze, „lód pierwszego roku” ulega letnim stopom i pęka, zanim będzie mógł rosnąć. Podczas gdy wieloletni lód stanowił 50–60% całego lodu na Oceanie Arktycznym w latach 80. XX wieku, do 2010 r. Stanowił zaledwie 15%.
Mając to na uwadze, Desch i jego koledzy zastanawiali się nad możliwym rozwiązaniem, które zapewni, że „lód pierwszego roku” będzie miał większe szanse na przetrwanie lata. Umieszczając maszyny, które wykorzystywałyby energię wiatru do generowania pomp, szacują, że woda może wypłynąć na powierzchnię podczas arktycznej zimy, kiedy to ma największe szanse na zamarznięcie.
Na podstawie obliczeń prędkości wiatru w Arktyce obliczają, że turbina wiatrowa z łopatami o średnicy 6 metrów generowałaby wystarczającą ilość energii elektrycznej, aby pojedyncza pompa mogła podnieść wodę do wysokości 7 metrów i w tempie 27 ton metrycznych ( 29,76 ton amerykańskich) na godzinę. Efektem netto byłyby grubsze warstwy lodu na całym dotkniętym obszarze, co miałoby większą szansę na przeżycie lata.
Z czasem ujemne sprzężenie zwrotne wytwarzane przez więcej lodu spowodowałoby, że ocean arktyczny pochłonąłby mniej światła słonecznego, prowadząc w ten sposób do większego chłodzenia i akumulacji lodu. Twierdzą, że można to zrobić przy stosunkowo skromnym budżecie w wysokości 500 miliardów dolarów rocznie dla całej Arktyki lub 50 miliardów dolarów rocznie dla 10% Arktyki.
Choć może to zabrzmieć jak ogromna liczba, szybko podkreślają, że obsada pokrywająca całą Arktykę pompami wytwarzającymi lód - co może zaoszczędzić biliony PKB i niezliczoną liczbę żyć - odpowiada zaledwie 0,64% obecnego światowego produktu krajowego brutto (PKB) 78 bilionów dolarów. W kraju takim jak Stany Zjednoczone stanowi zaledwie 13% obecnego budżetu federalnego (3,8 bln USD).
I choć istnieje kilka aspektów tej propozycji, które wciąż wymagają dopracowania (co Desch i jego zespół w pełni potwierdzają), koncepcja wydaje się teoretycznie solidna. Bierze on pod uwagę nie tylko sposób, w jaki zmiany sezonowe i zmiany klimatu są powiązane w Arktyce, ale potwierdza, że ludzkość prawdopodobnie nie będzie w stanie poradzić sobie ze zmianami klimatu bez uciekania się do technik geoinżynieryjnych.
A ponieważ lód arktyczny jest jedną z najważniejszych rzeczy, jeśli chodzi o regulację globalnych temperatur, warto zacząć tutaj.
