Einer der besorgniserregendsten Aspekte des Klimawandels ist die Rolle positiver Rückkopplungsmechanismen. Zusätzlich zu den globalen Temperaturen, die aufgrund erhöhter Kohlendioxid- und Treibhausgasemissionen steigen, gibt es den zusätzlichen Schub, der durch Entwaldung, Versauerung der Ozeane und (vor allem) das Verschwinden der arktischen Polkappe verursacht wird.
Laut einer neuen Studie eines Forscherteams der School of Earth and Space Exploration der Arizona State University könnte es jedoch möglich sein, Teile der arktischen Eisdecke wieder einzufrieren. Durch eine Geoengineering-Technik, die auf windbetriebenen Pumpen beruht, glauben sie, dass einer der größten positiven Rückkopplungsmechanismen auf dem Planeten neutralisiert werden kann.
Ihre Studie mit dem Titel "Arctic Ice Management" erschien kürzlich in Earth's Future, einem Online-Journal der American Geophysical Union. Wie sie anzeigen, ist die derzeitige Geschwindigkeit, mit der das arktische Eis verschwindet, ziemlich beunruhigend. Darüber hinaus wird die Menschheit in den kommenden Jahrzehnten wahrscheinlich nicht in der Lage sein, die steigenden globalen Temperaturen zu bekämpfen, ohne dass die polare Eiskappe vorhanden ist.
Besonders besorgniserregend ist die Geschwindigkeit, mit der das polare Eis verschwunden ist, die in den letzten Jahrzehnten ziemlich ausgeprägt war. Die Verlustrate wurde auf 3,5% bis 4,1% pro Jahrzehnt geschätzt, wobei sie seit 1979 (als die Satellitenmessungen begannen) insgesamt um mindestens 15% zurückging. Um die Sache noch schlimmer zu machen, beschleunigt sich die Geschwindigkeit, mit der Eis verloren geht.
Von einem Ausgangswert von etwa 3% pro Jahrzehnt zwischen 1978 und 1999 ist die Verlustrate seit den 2000er Jahren erheblich gestiegen - bis zu dem Punkt, dass das Ausmaß des Meereises im Jahr 2016 das zweitniedrigste war, das jemals verzeichnet wurde. Wie sie in ihrer Einleitung (und mit Unterstützung zahlreicher Quellen) darlegen, wird sich das Problem wahrscheinlich nur bis zur Mitte des 21. Jahrhunderts verschlimmern:
„Es wurde beobachtet, dass die globalen Durchschnittstemperaturen linear mit dem kumulierten CO ansteigen2 Emissionen und werden dies voraussichtlich auch weiterhin tun, was zu Temperaturerhöhungen von vielleicht 3 ° C oder mehr bis zum Ende des Jahrhunderts führen wird. Die Arktis wird sich weiterhin schneller erwärmen als der globale Durchschnitt. In nahezu allen Szenarien wird eine ganzjährige Reduzierung des arktischen Meereises projiziert, und zwar nahezu eisfrei (<10)6 km2 Meereisausdehnung in fünf aufeinanderfolgenden Jahren) Der Arktische Ozean wird in einem Business-as-usual-Szenario bis 2050 als „wahrscheinlich“ angesehen. “
Einer der Gründe, warum sich die Arktis schneller erwärmt als der Rest des Planeten, hat mit starkem Eis-Albedo-Feedback zu tun. Grundsätzlich reflektiert frisches Schneeeis bis zu 90% des Sonnenlichts, während Meereis Sonnenlicht mit einer Albedo von bis zu 0,7 reflektiert, während offenes Wasser (mit einer Albedo von nahezu 0,06) das meiste Sonnenlicht absorbiert. Ergo, je mehr Eis schmilzt, desto mehr Sonnenlicht wird absorbiert, was die Temperaturen in der Arktis weiter in die Höhe treibt.
Arktische Meereisausdehnung (Fläche zu mindestens 15% mit Meereis bedeckt) im September 2007 (weiße Fläche). Die rote Kurve zeigt den Durchschnitt von 1981–2010. Bildnachweis: Nationales Schnee- und EisdatenzentrumUm dieses Problem anzugehen, untersuchte das Forschungsteam unter der Leitung von Steven J. Desch, Professor an der School of Earth and Space Exploration, wie das Schmelzen mit saisonalen Schwankungen zusammenhängt. Im Wesentlichen wird das arktische Meereis mit der Zeit dünner, da neues Eis (auch bekannt als „Eis des ersten Jahres“), das mit jedem Winter erzeugt wird, in der Regel nur 1 Meter dick ist.
Eis, das den Sommer in der Arktis überlebt, kann wachsen und zu „mehrjährigem Eis“ mit einer typischen Dicke von 2 bis 4 Metern (6,56 bis 13,12 Fuß) werden. Dank des aktuellen Trends, bei dem die Sommer zunehmend wärmer werden, ist das „Eis des ersten Jahres“ Sommerschmelzen und Brüchen erlegen, bevor es wachsen kann. Während das mehrjährige Eis in den 1980er Jahren 50 bis 60% des gesamten Eises im Arktischen Ozean ausmachte, machte es bis 2010 nur 15% aus.
Vor diesem Hintergrund haben Desch und seine Kollegen eine mögliche Lösung in Betracht gezogen, die sicherstellen würde, dass „Eis im ersten Jahr“ eine bessere Chance hat, den Sommer zu überleben. Durch die Platzierung von Maschinen, die Windkraft zur Erzeugung von Pumpen verwenden würden, schätzen sie, dass Wasser im Verlauf eines arktischen Winters an die Oberfläche gebracht werden könnte, wenn es die beste Chance auf Gefrieren hätte.
Basierend auf Berechnungen der Windgeschwindigkeit in der Arktis berechnen sie, dass eine Windkraftanlage mit Schaufeln mit einem Durchmesser von 6 Metern ausreichend Strom erzeugen würde, damit eine einzelne Pumpe Wasser auf eine Höhe von 7 Metern und mit einer Geschwindigkeit von 27 Tonnen anheben kann ( 29,76 US-Tonnen) pro Stunde. Der Nettoeffekt davon wären dickere Eisplatten im gesamten betroffenen Gebiet, die eine bessere Chance hätten, den Sommer zu überleben.
Mit der Zeit würde die negative Rückkopplung durch mehr Eis dazu führen, dass weniger Sonnenlicht vom Arktischen Ozean absorbiert wird, was zu mehr Abkühlung und mehr Eisansammlung führt. Sie behaupten, dies könnte mit einem relativ bescheidenen Budget von 500 Milliarden US-Dollar pro Jahr für die gesamte Arktis oder 50 Milliarden US-Dollar pro Jahr für 10% der Arktis geschehen.
Dies mag nach einer riesigen Zahl klingen, aber sie weisen schnell darauf hin, dass die Besetzung, die die gesamte Arktis mit eisschaffenden Pumpen bedeckt - was Billionen des BIP und unzählige Leben retten könnte - nur 0,64% des aktuellen Bruttoinlandsprodukts der Welt entspricht (BIP) von 78 Billionen US-Dollar. Für ein Land wie die Vereinigten Staaten macht es nur 13% des aktuellen Bundeshaushalts aus (3,8 Billionen US-Dollar).
Und obwohl einige Aspekte dieses Vorschlags noch ausgearbeitet werden müssen (was Desch und sein Team voll und ganz anerkennen), scheint das Konzept theoretisch fundiert zu sein. Es berücksichtigt nicht nur die Art und Weise, wie saisonaler Wandel und Klimawandel in der Arktis miteinander verbunden sind, sondern erkennt auch an, dass die Menschheit den Klimawandel wahrscheinlich nicht bewältigen kann, ohne auf Geoengineering-Techniken zurückzugreifen.
Und da arktisches Eis eines der wichtigsten Dinge bei der Regulierung der globalen Temperaturen ist, ist es absolut sinnvoll, hier anzufangen.
