Одним з найбільш хвилюючих аспектів зміни клімату є роль механізмів позитивного зворотного зв'язку. Окрім глобальних температур, що зростають через збільшення викидів вуглекислого газу та викидів парникових газів, є додатковий поштовх, спричинений вирубкою лісів, підкисленням океану та (головне) зникненням полярної льодовикової шапки Арктики.
Однак, згідно з новим дослідженням групи дослідників Школи досліджень Землі та Космосу в Арізонському державному університеті, можливо, можна буде заново промерзнути частини арктичного льодовикового покриву. Завдяки техніці геоінженерії, яка спиралася б на насоси, що працюють на вітрі, вони вважають, що один з найбільших механізмів позитивного зворотного зв’язку на планеті може бути нейтралізований.
Їх дослідження під назвою "Управління льодовиковим польотом" з'явилося нещодавно у веб-журналі "Майбутнє Землі", виданому Американським геофізичним союзом. Як вони вказують, нинішня швидкість, з якою зникає арктичний лід, досить неспокійно. Більше того, людство, швидше за все, не зможе боротися із зростаючими глобальними температурами в найближчі десятиліття без наявності полярної крижаної шапки.
Особливу стурбованість викликає швидкість, з якою зникає полярний лід, який був досить яскраво виражений в останні десятиліття. Оцінюється, що рівень втрат оцінюється в межах від 3,5% до 4,1% на десятиліття, загалом зменшившись принаймні на 15% з 1979 року (коли розпочалися супутникові вимірювання). Що ще гірше, швидкість, з якою втрачається лід, прискорюється.
З базової лінії, яка становила близько 3% на десятиліття між 1978-1999 роками, рівень втрат з 2000-х років значно збільшився - до того, що обсяг морського льоду в 2016 році був другим найнижчим за всю історію. Як вони заявляють у своєму вступі (і за підтримки численних джерел), проблема, можливо, ще більше погіршиться між тепер і серединою 21 століття:
«Спостерігається, що середні глобальні температури лінійно зростають із накопичувальним СО2 Викиди викидів, і прогнозується, що це буде продовжуватись, що призведе до підвищення температури, можливо, на 3 ° C або більше до кінця століття. Арктичний регіон продовжуватиме прогріватися швидше, ніж у світі. Цілорічне скорочення льоду в арктичному морі прогнозується практично у всіх сценаріях та майже без ожеледиці (<106 км2 морський ожеледиця протягом п’яти років поспіль) Північний Льодовитий океан вважається "ймовірним" до 2050 року за сценарієм "як завжди".
Однією з причин того, що Арктика потеплішає швидше, ніж решта планети, пов'язана з сильним зворотним зв'язком з льоду-альбедо. В основному, свіжий сніжний лід відбиває до 90% сонячного світла, тоді як морський лід відбиває сонячне світло з альбедо до 0,7, тоді як відкрита вода (у якої альбедо близько 0,06) поглинає більшість сонячного світла. Ерго, чим більше тане лід, тим більше сонячного світла поглинається, що призводить до підвищення температури в Арктиці.
Арктична морська ожеледиця (площа, покрита не менше 15% морським льодом) у вересні 2007 року (біла зона). Червона крива позначає середнє значення 1981–2010 років. Кредит: Національний центр даних щодо снігу та льодуЩоб вирішити цю проблему, дослідницька група під керівництвом Стівена Дж. Деша, професора Школи землекористування та космосу, розглянула, як плавлення пов'язане із сезонними коливаннями. По суті, арктичний морський лід з часом стає все тоншим, оскільки новий лід (ака. «Лід першого року»), який створюється з кожною зимою, зазвичай має товщину лише 1 метр (3,28 фута).
Лід, який переживає літо в Арктиці, здатний рости і перетворюватися на «багаторічний лід», типовою товщиною від 2 до 4 метрів (6,56 до 13,12 футів). Але завдяки нинішній тенденції, коли літо стає все більш теплим, «першокласний лід» піддався літньому таненню та розриву, перш ніж він може рости. Тоді як багаторічний лід становив від 50 до 60% всього льоду в Північному Льодовитому океані у 1980-х роках, до 2010 року він становив лише 15%.
Маючи це на увазі, Деш та його колеги розглядали можливе рішення, яке забезпечить «льоду першого року» більше шансів пережити літо. Розміщуючи машини, які використовуватимуть енергію вітру для генерації насосів, вони вважають, що вода могла бути виведена на поверхню протягом арктичної зими, коли це матиме найкращі шанси на замерзання.
На підставі розрахунків швидкості вітру в Арктиці вони підраховують, що вітрогенератор з лопатями діаметром 6 метрів генеруватиме достатню кількість електроенергії, щоб один насос міг підняти воду на висоту 7 метрів і зі швидкістю 27 метричних тонн ( 29,76 тонн США) на годину. Чистим наслідком цього були б товстіші аркуші льоду на всій ураженій території, які мали б більше шансів пережити літо.
З часом негативний зворотний зв’язок, створений більшою кількістю льоду, спричинить поглинання сонячного світла в Північному Льодовитому океані, що призведе до більшого похолодання та накопичення льоду. За їх словами, це можна зробити за відносно скромного бюджету в 500 мільярдів доларів на рік для всієї Арктики, або 50 мільярдів доларів на рік для 10% Арктики.
Хоча це може здатися величезною цифрою, вони швидко вказують на те, що лиття, що покриває всю Арктику насосами для створення льоду - які могли б врятувати трильйони ВВП та незліченну кількість життів - еквівалентно всього 0,64% поточного світового валового внутрішнього продукту (ВВП) 78 трлн дол. Для такої країни, як США, це становить лише 13% поточного федерального бюджету (3,8 трлн. Дол. США).
І хоча є кілька аспектів цієї пропозиції, які ще потрібно розробити (що Деш та його команда повністю визнають), ця концепція виглядає теоретично обгрунтованою. Він не тільки враховує те, як пов’язані сезонні зміни та зміни клімату в Арктиці, він визнає, як людство, швидше за все, не зможе подолати зміни клімату, не вдаючись до геоінженерних методів.
А оскільки арктичний лід є однією з найважливіших речей, що стосується регулювання глобальних температур, то має сенс почати тут.
