Nu het zee-ijs in het noordpoolgebied in een alarmerend tempo smelt, kansen voor trans-Arctische scheepvaart ontstaan, en tegen het midden van de eeuw zullen schepen recht over de Noordpool kunnen varen - iets wat voorheen niet mogelijk was voor de mensheid.

UConn-geograaf Scott Stephenson en collega's zeggen dat de groei van trans-Arctische scheepvaart en de toename van de emissies die daarmee gepaard gaat, tegen het einde van de eeuw een deel van de algemene opwarmingstrend in het Noordpoolgebied kan compenseren. Hun studie werd op 12 september gepubliceerd in Geofysische onderzoeksbrieven .

Tegelijkertijd, ze waarschuwen dat dit effect relatief klein is in de context van de algemene opwarming van de aarde, en dat meer schepen in het noordpoolgebied het risico op milieurampen zouden vergroten.

Door veranderingen in klimaattrends te modelleren die samenhangen met de toename van het scheepvaartverkeer en de daaropvolgende toename van emissies, de onderzoekers ontdekten dat trans-Arctische scheepvaart tegen het einde van de eeuw een deel van de algemene opwarmingstrend in het Noordpoolgebied compenseerde.

"De resultaten verrasten ons, " zegt Stephenson, een assistent-professor aardrijkskunde aan het College of Liberal Arts and Sciences. "We wisten niet of we een duidelijk signaal van opwarming of afkoeling zouden zien, en het feit dat we een duidelijke afkoelingstrend zagen, was onverwacht."

Wetenschappers zijn zich er al enige tijd van bewust dat scheepvaartroutes het klimaat op twee concurrerende manieren kunnen beïnvloeden, zegt Stephenson. Met een toename van de uitstoot, er is een toename van het vrijkomen van zwarte koolstof. Deze roetzwarte koolstof zet zich af op sterk reflecterende oppervlakken zoals sneeuw en ijs, het verminderen van de reflectie van zonnestraling, wat betekent dat de oppervlakken de straling als warmte vasthouden.

De andere manier waarop scheepvaartemissies het klimaat beïnvloeden, is door het zwaveldioxide dat vrijkomt als een ander bijproduct van de verbranding van brandstof. In plaats van te verwarmen, echter, Stephenson zegt dat de zwavelemissies een rol spelen bij de koeling door de vorming van wolkendruppels aan te moedigen en door binnenkomend zonlicht te verstrooien.

Scheepssporen ontstaan ​​als ze heel klein zijn, deeltjes in de lucht die worden uitgestoten in de uitlaatgassen van grote schepen (en vliegtuigen) trekken watermoleculen aan, fungeren als 'zaden' (of 'wolkencondensatiekernen') voor wolken. Voortdurende ophoping van druppels op de condensatiekernen van de wolken vormt de dunne, streperige wolken. "Daarom zie je vaak een slepend spoor van wolken die schepen volgen, "zegt hij. "Ze noemen dat scheepssporen."

Hoewel de effecten van emissies in het verleden zijn onderzocht, Stephenson zegt dat deze studie een realistischer en robuuster scenario presenteert, omdat het voortbouwt op eerdere studies en een volledig gekoppeld aardsysteemmodel gebruikt, inclusief geprojecteerde emissies voor toekomstige trans-Arctische scheepvaart van 2006 tot 2099, dynamischer te maken.

Het team hield ook rekening met de veranderende aard van zee-ijs door de seizoenen heen en hoe dat de scheepvaartroutes zou beïnvloeden. Met verschuivingen in scheepvaartroutes komen verschuivingen in waar emissies zouden worden gedeponeerd.

"Eerdere studies hebben de Arctische scheepvaartroutes min of meer als statisch behandeld, wat betekent dat de routes niet variëren met het seizoen en met de groei en krimp van het ijs, "Zegt Stephenson. "Wij geloven dat dit een belangrijk stukje van de puzzel is - om beter te kunnen modelleren waar schepen in de loop van de 21e eeuw kunnen varen."

De scheepvaarttrends werden geschat door rekening te houden met het noodzakelijke transport van goederen voor elke haven van Europa naar Azië per maand. De brandstofbehoefte werd berekend en de emissietotalen werden bepaald.

De onderzoekers hielden ook rekening met wereldwijde antropogene (door de mens veroorzaakte) concentratietrajecten van broeikasgassen, aangenomen door het International Panel on Climate Change (IPCC), op een niveau dat nauw aansluit bij de trends van vandaag, samen met de wereldwijde economische output die het goederenvervoer zal aandrijven.

"We hebben geprobeerd de interacties tussen de verschillende componenten van het klimaatsysteem volledig te integreren op manieren die nog niet eerder zijn gedaan, ', zegt Stephenson.

Het belangrijkste resultaat was dat het verkoelende effect het won van het verwarmende effect in de simulaties, tot ongeveer een graad Celsius.

Toch waarschuwt Stephenson dat, hoewel het een duidelijk koelend resultaat is, het is relatief klein in het grote schema van de opwarming van de aarde dat in het noordpoolgebied wordt geprojecteerd:"We hebben het over een vertraging van de opwarming, maar geen stopzetting van de opwarming."

Het noordpoolgebied blijft opwarmen met tweemaal het wereldwijde gemiddelde, en hoewel de toegenomen scheepvaart waarschijnlijk een verkoelend effect zal hebben op de regio, de onderzoekers benadrukken dat deze resultaten niet moeten worden geïnterpreteerd als een goedkeuring voor Arctische scheepvaart, vooral als mogelijke oplossing voor klimaatverandering.

Stephenson merkt op dat hoewel trans-Arctische scheepvaartroutes de reistijd met maar liefst 40 procent zouden verkorten, groei van het scheepvaartverkeer zou leiden tot een verhoogd risico op olielozingen en een betere toegang tot winbare hulpbronnen zoals olie, gas, en mineralen in de regio - allemaal scenario's met mogelijk ernstige gevolgen voor het milieu als er zich een ongeluk voordoet. Met minder voorzieningen binnen handbereik om te reageren op een mogelijke ramp, hulpverleners zouden worden geconfronteerd met enorme logistieke uitdagingen om met die scenario's om te gaan.

"Er zijn duidelijke economische voordelen voor de scheepvaart in het noordpoolgebied, met kortere routes en minder brandstof, " hij zegt, "maar er zijn ook enorme potentiële risico's."

Aanvullend, de afkoeling kan worden gecompenseerd door internationale regelgeving en handelsovereenkomsten, bijvoorbeeld als geplande wereldwijde limieten voor zwavelemissies van brandstof die door de schepen wordt gebruikt, van kracht worden. Zonder de door zwavel veroorzaakte wolkenvorming, het cloud-gedreven koeleffect zal niet plaatsvinden.

Stephenson concludeert, "De milde afkoeling die door deze resultaten wordt getoond, is, we denken, een belangrijk stuk in de puzzel van het begrijpen van de complexiteit van de interacties tussen mensen en het klimaatsysteem. Het is belangrijk om daar rekening mee te houden."