Согласно новому исследованию, предложение покрыть арктический морской лед слоями крошечных полых стеклянных сфер толщиной примерно в один человеческий волос на самом деле ускорит потерю морского льда и согреет климат, а не создаст толстый лед и понизит температуру, как утверждают сторонники.

Морской лед, отражая большую часть солнечной энергии обратно в космос, помогает регулировать температуру океана и воздуха и влияет на циркуляцию океана. Его площадь и толщина имеют решающее значение для климата Земли. Исследование, проведенное в 2018 году, показало, что повторное нанесение полых стеклянных микросфер на молодой арктический морской лед увеличит отражательную способность, защитит его от солнца и позволит ему превратиться в многолетний лед с высокой отражающей способностью.

Новое исследование отвергает это утверждение, обнаружив вместо этого, что размещение слоев белых полых стеклянных микросфер на арктическом морском льду фактически затемнит его поверхность, ускорит потерю морского льда и еще больше согреет климат. Новое исследование было опубликовано сегодня в журнале AGU Earth's Future.

Согласно исследованию 2018 года, пять слоев микросфер будут отражать 43% поступающего солнечного света и позволят 47% проходить через слои сфер к поверхности ниже. Оставшиеся 10% будут поглощены микросферами — этого достаточно, чтобы ускорить таяние льда и еще больше согреть атмосферу Арктики, показывают новые исследования.

"Наши результаты показывают, что предлагаемые усилия по прекращению таяния арктического морского льда имеют эффект, противоположный тому, который был задуман", - сказала Мелинда Вебстер, полярный ученый из Геофизического института Университета Аляски Фэрбенкс и автор исследования. "И это наносит ущерб климату Земли и человеческому обществу в целом".

Вебстер и его коллега Стивен Г. Уоррен из Вашингтонского университета рассчитали изменения солнечной энергии в восьми распространенных условиях поверхности арктического морского льда, каждое из которых имеет разную отражательную способность. Они также рассмотрели сезонный солнечный свет, интенсивность солнечного излучения на поверхности и в верхней части атмосферы, облачный покров и то, как микросферы реагировали на солнечный свет. Они основали свое исследование на том же типе микросфер, которые использовались в исследовании 2018 года, и на том же количестве слоев.

Исследование 2018 года не полностью учитывало различные отражательные способности типа поверхности или вариации, которые могли бы возникнуть в зависимости от времени года применения микросфер. Слой микросфер может увеличить отражательную способность тонкого нового льда, который от природы темный, но эффект будет минимальным, потому что тонкий лед в основном образуется осенью и зимой, когда мало солнечного света. Тонкий лед вскоре покрывается падающим и дрейфующим снегом, что увеличивает отражательную способность поверхности.

Весной солнечная энергия увеличивается с возвращением полярного дня. В это время большая часть морского льда покрыта глубоким отражающим снегом. Из—за высокой отражательной способности снега микросферы затемняли бы поверхность снега, увеличивая его солнечное поглощение и впоследствии ускоряя его таяние - противоположный предполагаемому эффект.

Месяцы, которые кажутся наиболее благоприятными для применения микросфер — март, апрель, май и июнь, когда количество солнечного света увеличивается, — на самом деле являются худшими месяцами для применения микросфер.

В конце весны и начале лета по мере увеличения солнечной энергии на морском льду начинают образовываться талые пруды. Пруды, по-видимому, являются идеальной мишенью для использования полых стеклянных микросфер, поскольку они темные и обладают низкой отражательной способностью.

Но покрытие прудов микросферами не даст желаемого эффекта. Эксперимент на пруду в Миннесоте в исследовании 2018 года показал, что ветер относит плавучие сферы к краю пруда, где они скапливаются, подобно пыльце.

Полностью непоглощающие микросферы, то есть они поглощают 0%, а не 10% поступающей солнечной энергии, все равно могут не решить проблему по простой причине: количество. Для внесения один раз в год потребуется около 360 миллионов тонн, чтобы предотвратить таяние льда и охладить климат. И это при условии, что непоглощающие микросферы могут быть изготовлены и диспергированы без загрязнения или других непреднамеренных эффектов.

"Использование микросфер как способа восстановления арктического морского льда неосуществимо", - сказал Вебстер. "В то время как наука должна продолжать изучать способы смягчения последствий глобального потепления, обществу лучше всего сократить модели поведения, которые продолжают способствовать изменению климата".