Ett förslag att täcka arktisk havsis med lager av små ihåliga glassfärer ungefär lika tjocka som ett människohår skulle faktiskt påskynda havsisförlusten och värma klimatet snarare än att skapa tjock is och sänka temperaturen som förespråkarna hävdar, enligt en ny studie .

Havsis, genom att reflektera majoriteten av solens energi tillbaka till rymden, hjälper till att reglera havs- och lufttemperaturer och påverkar havscirkulationen. Dess yta och tjocklek är av avgörande betydelse för jordens klimat. En studie från 2018 hävdade att upprepad spridning av ihåliga glasmikrosfärer på ung arktisk havsis skulle öka reflektionsförmågan, skydda den från solen och tillåta den att mogna till mycket reflekterande, flerårig is.

Den nya studien avvisar det påståendet och finner istället att placering av lager av vita ihåliga glasmikrosfärer på arktisk havsis faktiskt skulle mörkna dess yta, påskynda förlusten av havsis och ytterligare värma klimatet. Den nya forskningen publicerades idag i AGU-tidskriften Earth's Future .

Enligt 2018 års studie skulle fem lager av mikrosfärerna reflektera 43 % av det inkommande solljuset och låta 47 % passera genom sfärernas lager till ytan nedanför. De återstående 10 % skulle absorberas av mikrosfärerna – tillräckligt för att påskynda issmältningen och ytterligare värma upp den arktiska atmosfären, visar den nya forskningen.

"Våra resultat visar att den föreslagna ansträngningen att stoppa förlusten av arktisk havsis har motsatt effekt av vad som är avsett", säger Melinda Webster, polarforskare vid University of Alaska Fairbanks Geophysical Institute och studieförfattare. "Och det är skadligt för jordens klimat och det mänskliga samhället som helhet."

Webster och kollega Stephen G. Warren från University of Washington beräknade förändringar i solenergi över åtta vanliga ytförhållanden som finns på arktisk havsis, som var och en har olika reflektionsförmåga. De tog också hänsyn till säsongsbetonat solljus, intensiteten av solstrålningen vid ytan och på toppen av atmosfären, molntäcke och hur mikrosfärerna reagerade med solljus. De baserade sin forskning på samma typ av mikrosfärer som användes i 2018 års studie och på samma antal lager.

2018 års studie tog inte fullt ut hänsyn till de varierande yttypreflektionerna eller variationerna som skulle uppstå beroende på tiden på året för mikrosfärernas applicering. Ett lager av mikrosfärer kan öka reflektionsförmågan hos tunn ny is, som är naturligt mörk, men effekten skulle vara minimal eftersom tunn is oftast förekommer på hösten och vintern när det är lite solljus. Tunn is täcks snart av fallande och drivande snö, vilket ökar ytreflektiviteten.

På våren ökar solenergin med polardagens återkomst. På den tiden är den mesta havsisen täckt av djup, reflekterande snö. På grund av snöns höga reflektionsförmåga skulle mikrosfärer göra snöytan mörkare, vilket ökar dess solabsorption och därefter accelererar dess smältning – motsatsen till dess avsedda effekt.

De månader som verkar mest fördelaktiga för applicering av mikrosfärer – mars, april, maj och juni när solljuset ökar – är faktiskt de sämsta månaderna att applicera mikrosfärer.

På senvåren och försommaren börjar smältdammar att bildas över havsisen när solenergin ökar. Dammar verkar vara ett idealiskt mål för användning av ihåliga glasmikrosfärer eftersom de är mörka och har låg reflektionsförmåga.

Men att täcka dammar med mikrosfärer kommer inte att uppnå den önskade effekten. Ett experiment på en damm i Minnesota i 2018 års studie visade att vinden blåste de flytande sfärerna till dammkanten, där de klumpat sig, ungefär som pollen gör.

Helt icke-absorberande mikrosfärer, vilket innebär att de absorberar 0% snarare än 10% av den inkommande solenergin, kanske fortfarande inte löser problemet på grund av en enkel anledning:kvantitet. Cirka 360 miljoner ton skulle behövas för en engångsapplicering för att förhindra issmältning och kyla klimatet. Och det förutsätter att de icke-absorberande mikrosfärerna kan tillverkas och spridas utan kontaminering eller andra oavsiktliga effekter.

"Användningen av mikrosfärer som ett sätt att återställa arktisk havsis är inte genomförbart," sa Webster. "Medan vetenskapen borde fortsätta att utforska sätt att mildra den globala uppvärmningen, är det bästa alternativet för samhället att minska de beteenden som fortsätter att bidra till klimatförändringarna." + Utforska vidare

Forskning visar att man behöver förbättra förutsägelsen av arktiska smältdammar