更多的船和更多的雲意味著北極的冷卻

更多的船和更多的雲意味著北極的冷卻

隨著北極海冰以驚人的速度融化，跨北極航運的機會正在打開，到本世紀中葉，船隻將能夠直接飛越北極——這是人類以前不可能做到的。

康涅狄格大學地理學家Scott Stephenson和他的同事們說，到本世紀末，跨北極航運的增長和隨之而來的碳排放的增加可能會抵消北極地區整體變暖趨勢的部分影響。他們的研究發表在9月12日的《地球物理研究快報》上。與此同時，他們警告說，在全球變暖的大背景下，這種影響相對較小，在北極的更多船隻將增加環境災難的風險。

通過建立氣候變化趨勢的模型，研究人員發現，到本世紀末，跨北極航運抵消了北極整體變暖趨勢的部分影響。「結果讓我們大吃一驚，」斯蒂芬森說，他是文理學院的地理學助理教授。「我們不知道是否會看到明顯的變暖或變冷的信號，而我們看到明顯的變冷趨勢的事實是出乎意料的。」

斯蒂芬森說，一段時間以來，科學家們已經意識到，航運路線可能以兩種相互競爭的方式影響氣候。隨著排放量的增加，釋放的黑碳也在增加。這種烏黑的黑碳附著在高度反射的表面上，如冰雪，減少了太陽輻射的反射，這意味著這些表面將輻射作為熱量保存。船舶排放影響氣候的另一種方式是通過作為燃料燃燒的另一副產物釋放的二氧化硫。然而，斯蒂芬森說，硫的排放並沒有使地球變暖，而是通過鼓勵雲滴的形成和散射進來的陽光來起到降溫的作用。

當大型船舶(和飛機)排放的空氣中非常微小的粒子吸引水分子時，就會形成航跡，就像雲的「種子」(或雲凝結核)。水滴在雲凝結核上的持續積累形成薄的、有條紋的雲。他說:「這就是為什麼你經常看到雲跟隨著船隻的痕迹。」「他們管這些叫船道。」儘管排放的影響進行了調查在過去,斯蒂芬森說,這項研究提供了一個更現實的和健壯的場景,因為它建立在先前的研究,並使用一個完全耦合的地球系統模型,包括預計未來trans-Arctic航運排放從2006年到2099年,使其更有活力。

該團隊還考慮了海冰隨季節變化的性質，以及這將如何影響航線。隨著航路的變化，排放的地方也會發生變化。斯蒂芬森說:「以前的研究或多或少地把北極的航線看作是靜態的，這意味著這些航線不會隨著季節的變化以及冰的增長和收縮而變化。」「我們認為，這是拼圖的一個重要部分——更好地模擬船舶在21世紀的航行過程。」

航運趨勢是根據每個歐洲港口每個月到亞洲港口的必要貨物運輸情況來估計的。計算燃料需求，確定排放總量。研究人員還考慮了國際氣候變化專門委員會(IPCC)採用的全球人為(人為)溫室氣體濃度軌跡，該軌跡與當今的趨勢高度一致，以及將推動貨物運輸的全球經濟產出。斯蒂芬森說:「我們試圖以前所未有的方式充分整合氣候系統各個組成部分之間的相互作用。」主要的結果是，在模擬中，冷卻效應超過了升溫效應，達到了大約1攝氏度。斯蒂芬森說:「我們試圖以前所未有的方式充分整合氣候系統各個組成部分之間的相互作用。」但斯蒂芬森警告說，儘管這是一個明顯的降溫結果，但在北極全球變暖的宏偉計劃中，這一結果相對較小:「我們說的是全球變暖的放緩，而不是停止變暖。」

北極繼續以兩倍於全球平均水平的速度變暖，儘管航運的增加可能會對該地區產生降溫影響，但研究人員強調，這些結果不應被解讀為對北極航運的認可，尤其是對氣候變化的潛在解決方案。斯蒂芬森指出,儘管trans-Arctic航線將削減旅行時間高達40%,交通運輸的增長意味著高風險石油泄漏和清晰的訪問可榨出的資源如石油、天然氣和礦產的地區——所有場景,有可能造成嚴重事故發生的環境後果。由於應對潛在災難的便利設施減少，應對人員將面臨巨大的後勤挑戰，以應對這些情況。他說:「在北極航行有明顯的經濟效益，航線更短，燃料消耗更少，但也存在巨大的潛在風險。」

此外，國際監管和貿易協定可能會抵消冷卻的影響，例如，如果計劃中的全球船舶燃料硫排放限制生效的話。沒有硫誘導的雲的形成，就不會產生雲驅動的冷卻效應。斯蒂芬森總結道:「我們認為，這些結果所顯示的溫和的冷卻是理解人類和氣候系統之間複雜互動的一個重要組成部分。考慮到這一點很重要。

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