Genom att matcha fartygens rörelser med förändringarna i molnen som orsakas av deras utsläpp, forskare har visat hur starkt de två hänger ihop.

När fartyg förbränner fossila bränslen, de frigör luftburna partiklar som innehåller olika naturligt förekommande kemikalier, inklusive svavel. Dessa partiklar är kända för att modifiera vissa typer av moln, som kan påverka klimatet.

Bättre kunskap om hur dessa partiklar, och särskilt svavelkomponenterna, påverka moln kan hjälpa forskare att skapa mer exakta klimatmodeller.

I den senaste studien, satellitspårning användes också för att visa effekten av restriktioner på svavel i bränslen, avslöjar fartygs påverkan på moln försvinner till stor del i begränsade zoner.

Denna information kan användas för att bygga ett samband mellan molnegenskaper och svavelhalten i fraktbränslen. Viktigt, detta kan hjälpa rederier att övervaka efterlevnaden av svavelreglerna som träder i kraft den 1 januari 2020.

Studien, publiceras idag i Geofysiska forskningsbrev , leddes av forskare från Imperial College London, tillsammans med University College London och University of Oxford.

Ett tillfällesexperiment

Utsläpp från fartyg innehåller flera kemikalier, inklusive sulfataerosoler – små partiklar av svavel och syre. Aerosolerna kan fungera som "frön" runt vilka vattendroppar samlas, orsakar förändringar i molnegenskaper som är synliga för satelliter.

Detta betyder att fartyg kan byta moln, lämnar linjer – så kallade fartygsspår – i molnen bakom dem när de seglar.

Dock, exakt hur dessa aerosoler påverkar molnens egenskaper är inte exakt känt. Denna kunskap är viktig eftersom de typer av moln som utsläppen påverkar kan påverka klimatuppvärmningen, och är därför viktigt att fånga i klimatmodeller.

Aerosoler släpps ut från många källor, som fabriker och bilar, men det har varit svårt att matcha dessa utdata med påverkan på moln, eftersom det finns många andra faktorer som spelar in.

Dock, med fartygsspår, förhållandet är enklare, som gör det möjligt för forskare att lättare peka ut kopplingarna mellan aerosoler och moln.

Ledande forskare Dr Edward Gryspeerdt, från Institutionen för fysik vid Imperial, sa:"Fartygsspår fungerar som ett experiment som skulle vara omöjligt för oss att göra annars - vi kan inte injicera sulfataerosoler i atmosfären i sådan skala för att se vad som händer.

"Istället, begränsningar av mängden sulfatutsläpp från fartyg kan innehålla ge oss ett perfekt experiment för att avgöra hur viktiga aerosolerna är i molnbildning. Genom att analysera en enorm datauppsättning av fartygsspår observerade från satelliter, vi kan se att de i stort sett försvinner när restriktioner införs, visar den starka effekten av aerosoler."

Upptäcka fartyg som inte följer bestämmelserna

Teamet studerade mer än 17, 000 fartyg spårar från satellitobservationer och matchade dem med rörelserna hos enskilda fartyg med hjälp av deras GPS ombord.

Studieperioden omfattade införandet av utsläppskontrollområden runt Nordamerikas kust, Nordsjön, Östersjön och Engelska kanalen, som begränsade svavel i fartygsbränsle till 0,5 procent, leder till färre utsläpp av sulfataerosol.

Forskarna fann att inom dessa områden, fartygsspår nästan helt försvann jämfört med före restriktionerna, under liknande väderförhållanden.

Detta visar att sulfataerosoler har den mest betydande inverkan på molnbildning, i motsats till andra komponenter i fartygets avgaser, som svart kol.

Resultatet innebär också att ett fartyg som inte följer bestämmelserna, genom att förbränna nuvarande högsvavliga bränslen utan avgasrening, kunde upptäckas eftersom det skulle skapa en mätbar skillnad i de satellitobserverade molnegenskaperna.

Medförfattare Dr Tristan Smith, från UCL:s energiinstitut, sa:"För närvarande det är svårt för tillsynsmyndigheter att veta vad fartyg gör mitt i havet. Potentialen för oupptäckt bristande efterlevnad av 2020 års svavelreglering är en verklig risk för rederier eftersom det kan skapa kommersiella fördelar för de företag som inte följer dem.

"Denna studie visar att vetenskap och teknik producerar betydande framsteg när det gäller transparens för sjöfarten, och hjälpa till att minska risker och orättvisor för ansvariga operatörer."

Förutom att undersöka hur metoden kan användas för att identifiera fartyg som kanske inte följer gränsen på 0,5 procent, Teamet vill nu mer exakt relatera kända fartygsbränslesammansättningar till fartygsspår, gör det möjligt för dem att mer exakt förutsäga inverkan av svavelaerosoler på molnbildning i större skala, redo att matas in i klimatmodeller.