Med havsisen i Arktis som smälter i en oroväckande hastighet, möjligheterna för transarktisk sjöfart öppnar sig, och vid mitten av århundradets fartyg kommer att kunna segla precis över Nordpolen-något som inte tidigare var möjligt för mänskligheten.

UConn-geografen Scott Stephenson och kollegor säger att tillväxten av trans-arktisk sjöfart och ökningen av utsläpp som kommer att följa den kan kompensera för en del av den övergripande uppvärmningstrenden i Arktis i slutet av seklet. Deras studie publicerades den 12 september Geofysiska forskningsbrev .

På samma gång, de varnar för att denna effekt är relativt liten i samband med den globala uppvärmningen, och att fler fartyg i Arktis skulle öka risken för miljökatastrofer.

Genom att modellera förändringar i klimattrender i samband med ökad sjöfartstrafik och efterföljande ökningar av utsläpp, forskarna fann att transarktisk sjöfart kompenserar en del av den övergripande uppvärmningstrenden i Arktis i slutet av seklet.

"Resultaten förvånade oss, säger Stephenson, en biträdande professor i geografi vid College of Liberal Arts and Sciences. "Vi visste inte om vi skulle se en tydlig signal om uppvärmning eller kylning, och det faktum att vi såg en tydlig kyltrend var oväntat. "

Forskare har under en tid varit medvetna om att sjöfartsvägar kan påverka klimatet på två konkurrerande sätt, Säger Stephenson. Med en ökning av utsläppen, det finns en ökning av svart kol som frigörs. Detta sotiga svarta kol lägger sig på mycket reflekterande ytor som snö och is, minska reflektionen av solstrålning, vilket betyder att ytorna håller strålningen som värme.

Det andra sättet som sjöfartsutsläpp påverkar klimatet är genom svaveldioxiden som frigörs som en annan biprodukt av bränsleförbränning. Istället för att värma, dock, Stephenson säger att svavelutsläppen spelar en roll för kylning genom att uppmuntra bildandet av molndroppar och genom att sprida inkommande solljus.

Fartygsspår bildas när de är mycket små, luftburna partiklar som släpps ut i avgaserna från stora fartyg (och flygplan) lockar till sig vattenmolekyler, fungerar som "frön" (eller "molnkondensationskärnor") för moln. Fortsatt ansamling av droppar på molnkondensationskärnorna bildar de tunna, strimmiga moln. "Det är därför du ofta ser ett spår av moln som följer skepp, "säger han." De kallar dessa skeppsspår. "

Även om effekterna av utsläpp har undersökts tidigare, Stephenson säger att denna studie presenterar ett mer realistiskt och robust scenario, eftersom den bygger på tidigare studier och använder en fullt kopplad jordmodell, inklusive beräknade utsläpp för framtida trans-arktisk sjöfart från 2006 till 2099, gör det mer dynamiskt.

Teamet tog också hänsyn till havsisens förändrade natur genom årstiderna och hur det skulle påverka sjöfartsvägarna. Med skift i sjöfartsvägarna kommer skift i var utsläppen skulle deponeras.

"Tidigare studier har mer eller mindre behandlat arktiska sjöfartsvägar som statiska, vilket innebär att rutterna inte varierar med säsongen och med isens tillväxt och krympning, "Stephenson säger." Vi tror att det här är en viktig pusselbit - för att bättre kunna modellera var fartyg kanske kan gå under 2000 -talet. "

Frakttrenderna uppskattades genom att ta hänsyn till nödvändiga godstransporter för varje Europa till Asien -hamnen per månad. Bränslebehovet beräknades och utsläppssumman bestämdes.

Forskarna tog också med globala antropogena (människors orsakade) växthusgaskoncentrationsbanor, antagen av International Panel on Climate Change (IPCC), på en nivå som ligger i linje med dagens trender, tillsammans med global ekonomisk produktion som kommer att driva godstransporter.

"Vi försökte till fullo integrera interaktionerna mellan de olika komponenterna i klimatsystemet på sätt som inte har gjorts tidigare, Säger Stephenson.

Huvudresultatet var att kylningseffekten vann över uppvärmningseffekten i simuleringarna, till ungefär en grad Celsius.

Ändå varnar Stephenson för att även om det är ett klart kylresultat, det är relativt mindre i det stora upplägget av global uppvärmning som projiceras i Arktis:"Vi pratar om en uppbromsning av uppvärmningen, men inte stoppa uppvärmningen. "

Arktis fortsätter att värma sig till det dubbla av det globala genomsnittet, och även om ökad sjöfart sannolikt kommer att ha en kylande inverkan på regionen, forskarna betonar att dessa resultat inte ska tolkas som ett stöd för arktisk sjöfart, särskilt som en potentiell lösning på klimatförändringarna.

Stephenson noterar att även om transarktiska rederier skulle minska restiden med så mycket som 40 procent, ökad sjöfartstrafik skulle innebära ökad risk för oljeutsläpp och tydligare tillgång till utvinnbara resurser som olja, gas, och mineraler i regionen - alla scenarier som kan få allvarliga miljökonsekvenser om en olycka skulle inträffa. Med färre bekvämligheter inom räckhåll för att reagera på en potentiell katastrof, responders skulle ställas inför stora logistiska utmaningar för att hantera dessa scenarier.

"Det finns tydliga ekonomiska fördelar med sjöfarten i Arktis, med kortare sträckor och mindre bränsle som bränns, " han säger, "men det finns också enorma potentiella risker."

Dessutom, kylningen kan kompenseras av internationella regler och handelsavtal, till exempel om planerade globala gränser för svavelutsläpp från bränsle som används av fartygen träder i kraft. Utan den svavelinducerade molnbildningen, den molndrivna kyleffekten kommer inte att hända.

Stephenson avslutar, "Den milda kylningen som visas av dessa resultat är, Vi tror, en viktig bit i pusslet för att förstå komplexiteten i samspelet mellan människor och klimatsystemet. Det är viktigt att ta hänsyn till detta. "