Moln förorenade av fartygsavgaser: ett fenomen som kan påverka lokala klimatprocesser långt bortom polarområdet

L 'ArcticForskare har i åratal upprepat att Arktis värms upp tre till fyra gånger snabbare än det globala genomsnittet. Varje år förlorar vi cirka 71 000 kvadratkilometer arktisk sommaris, och det blir värre: vilket framhävdes av FN:s klimatpanel (IPCC) i sin Specialrapport om havet och kryosfären i ett föränderligt klimat, Arktis förlorar också sin "Flerårig" is, den tjockaste och mest motståndskraftiga. Jämfört med 1980-talet har över 90 % av den försvunnit och ersatts av tunn säsongsbetonad is som är mer benägen att smälta på sommaren.

I ett sådant sammanhang är ökningen av sjötrafik I polarregionerna finns det stor oro. Öppnandet av en stabil arktisk rutt kommer att innebära ett exempellöst antropogent tryck på de känsliga arktiska ekosystemen, inklusive exponering för olika typer av föroreningar, inklusive utsläpp till luften. Faktum är att fartygsavgaser kan förändra molnkemi polar, med konsekvenser som sträcker sig långt bortom den arktiska regionen.

Miljöpåverkan av attackerna mot de arktiska sjövägarna

Öppna Norra sjövägen Det kommer att kräva utveckling av stödjande infrastruktur, som för närvarande inte finns, och kapacitet att bygga tunga isbrytare, eventuellt kärnkraftsdrivna, en teknik som för närvarande bara har en global aktör: Ryssland. Ändå är sjötrafiken genom Arktis ökat med 40 % under de senaste 12 åren och förväntas hantera en global handelsvolym år 2100 högre än Suez- och Panamakanalerna.

Det handlar inte bara om att undvika kriser som den i Hormuz, utan om gammaldags ekonomi: enligt nya studier är det faktiskt Nordsjövägen och Nordvästpassagen, som blivit lättare att navigera genom smältningen av den arktiska isen, erbjuder en avståndsbesparingar på upp till 30–40 % för rutter mellan Östasien och Nordeuropa jämfört med traditionella rutter. Hittills består dock merparten av den arktiska sjötrafiken av fiskefartyg och fartyg avsedda för utvinning av lokala resurser. Men det finns också oro över fler och fler kryssningsfartyg vilket för hundratals turister åt gången till områden som saknar nödvändig social och avlastningsinfrastruktur, vilket mellan 2013 och 2025 ökade med 123 %.

Sjöfartens inverkan på ett av de mest känsliga och viktiga ekosystemen på planeten är förödande: utöverbuller vilket stör ekolokaliseringen av arktiska marina däggdjur och den ökande risken för kollision med fartyg med högt tonnage, finns det oro för den möjliga introduktionen av främmande arter genom fartygens barlastvatten och risk för oljeutsläppAtt sanera ett oljeutsläpp i Arktis är nästan omöjligt, och tungolja – giftig för fiskar, fåglar och däggdjur – kan förbli instängd under isen i årtionden. Men det finns en annan typ av förorening som kan påverka det arktiska klimatet: fartygsutsläpp inverkan på atmosfärisk kemi i polarområdet.

En forskning född ur "oönskad data"

Enligt data från Internationella rådet för rena transporter (ICCT) och Arktiska rådet, mellan 2015 och 2019, utsläpp av svart koldioxid (Sot) från fartyg i Arktis har ökat med 85 %, med effekter som är oproportionerliga jämfört med effekterna i andra delar av världen. Men problemet är mer komplext. En nyligen genomförd studie av Julia Schmale e Benjamin Heutte av EPFL, publicerad den Miljökunskapsbrev, fann att utsläpp från ett enda fartyg ökade molnens lokala strålningskraft med upp till 22 procent, vilket innebär att molnen behöll betydligt mer värme än under normala förhållanden.

Forskarna upptäckte detta fenomen genom att följa spåret som angetts av vissa "oönskad" data samlades ombord på forskningsfartyget Polstjärna, på ett uppdrag i Arktis mellan 2019 och 2020. EPFL-forskarna ville mäta lokala naturliga aerosoler och föroreningar som transporterades från mellersta breddgrader till polarområdena. De upptäckte dock sedan att mycket av deras data var förorenad av själva forskningsfartyget. Ihållande vindar som blåste från samma riktning under stora delar av året hade fört Polarsterns avgasutsläpp mot provtagningspunkterna:

"Sextio procent av vår data var kontaminerad av vårt eget skepp. Skeppets närvaro förändrade atmosfären, och vi mätte dess effekt."

förklarar Schmale.

"Till skillnad från den relativt rena arktiska miljön producerade fartygets utsläpp toppkoncentrationer 10 till 100 gånger högre än typiska bakgrundsnivåer,"

tillägger Heutte, doktorand vid Extreme Environment Research Laboratory. Och detta trots att Polarstern drevs uteslutande av lågsvavligt marint dieselbränsle, infördes 2020 genom Internationella sjöfartsorganisationens föreskrifter för att förhindra bildandet av ultrafina partiklar, metallpartiklar och sulfater.

Fartyg i Arktis och molnens kemi

Som forskarna påpekar har flera studier visat en låg påverkan av fartygsutsläpp på moln vid användning av bränsle med låg eller extremt låg svavelhalt, men något annorlunda händer i Arktis. Schmale och Heutte har mätte koncentrationen av partiklar, deras storleksfördelning och antalet kondensationskärnor runt vilka molndroppar bildas, och integrerar deras data med data från andra forskargrupper:

"Vi använde svart kol för att förstå föroreningar från fartyg och andra kemikalier,"

förklarar Schmale. Andra studier har visat att utsläpp från fartyg leder till en ökning av de numeriska koncentrationerna av molndroppar i samband med en minskning av dropparnas genomsnittliga storlek, vilket orsakar den så kallade Twomey-effekten, vilket ökar molnets förmåga att reflektera solstrålning (fenomenet förklaras enkelt: fler droppar, större yta, större förmåga att reflektera ljus).

EPFL-forskare mätte molnens känslighet för fartygsavgaser under sommarsäsongen, den period då mest fartygstrafik är koncentrerad. Och resultaten är inte uppmuntrande. Som Schmale förklarar,

Förorenade moln kan fungera som en filt. De värmer upp ytan mer än ett rent moln. I vårt fall upptäckte vi att ett förorenat moln kan leda till snabbare smältning av havsisen. Trots att vi använder ett av de renaste bränslena, med en mycket låg svavelkoncentration, observerar vi en betydande inverkan. Att använda rena bränslen är ett steg i rätt riktning, men det räcker inte.

Här är tre insikter som kan intressera dig:

Nordvästpassagen: farbarheten förblir oförutsägbar
Kondensstrimmor, svavel och aerosoler: detta är flygets nya klimatpussel.
IMO Netto-Zero: Trump blockerar skatt på marina utsläpp