Znajdź zawartość

W ostatnich dekadach tempo urbanizacji znacząco wzrosło. Powstają nowe miasta i rozrastają się już istniejące, a proces ten ma wpływ na otoczenie. Wszyscy słyszeliśmy o miejskiej wyspie ciepła, zjawisku polegającym na termicznym uprzywilejowaniu przestrzeni miejskiej. Okazuje się jednak, że w miastach nie tylko jest cieplej. Otrzymują one też więcej opadów niż pobliskie tereny wiejskie. A to grozi powodziami błyskawicznymi. Co więcej, w ciągu ostatnich 20 lat wielkość tych „miejskich wysp wilgoci” niemal się podwoiła. Dotychczas naukowcy badający wpływ opadów na miasta skupiali się na pojedynczych miejscowościach lub konkretnych przypadkach opadów. Xinxin Sui, Zong-Liang Yang i Dev Niyogi z University of Texas w Austin oraz Marshall Shepherd z University of Georgia przyjrzeli się danym dotyczącym 1056 miast na całym świecie i odkryli, że w 63% z nich poziom opadów jest wyższy niż na otaczających je terenach wiejskich. Największe anomalie występują w Afryce (85% miast to „miejskie wyspy wilgoci”) oraz w Oceanii (71%). Uczeni przypuszczają, że na anomalie te wpływa lokalna topografia i klimat, pojawiające się duże różnice wysokości i temperatur. Zaskakujący może być fakt, że kolejnym kontynentem z największymi anomaliami jest Europa. Tutaj 64% miast doświadcza większych opadów, niż wiejskie okolice. Następne na liście są Ameryka Północna (63%), Ameryka Południowa (62%) oraz Azja (59%). Wśród analizowanych miast było 17 takich, gdzie anomalie opadowe przekraczały 200 milimetrów na rok. Dziewięć z tych miast znajduje się w Afryce, 4 w Ameryce Południowej, 3 w Azji i 1 w Ameryce Północnej. Jeśli chodzi o najbardziej nas interesującą Europę, naukowcy stwierdzają, że większość miast na północy i w części środkowej Starego Kontynentu nie doświadcza większych i bardziej ekstremalnych opadów niż okolice podmiejskie. Jednak na południu znajdują się duże miasta, Jak Mediolan, Neapol czy Barcelona, gdzie dodatnia anomalia opadowa jest bardzo duża. Inną interesującą anomalię zauważono w Ameryce Północnej i Południowej. Większość miast położonych na zachodnich górskich terenach tych kontynentów było bardziej suchych niż wiejskie okolice, a większość miast na wschodnich równinach otrzymywało więcej opadów. Wynika to zapewne z faktu, że miasta są położone w dolinach, więc pada w nich mniej niż w wyżej położonych okolicach. Badacze stwierdzili też, że większe anomalie opadowe występują w klimacie tropikalnym i umiarkowanym, niż w suchym i kontynentalnym. Na anomalie opadowe wpływa też wielkość miasta. Gdy naukowcy podzielili miasta na dwie równe grupy, miast większych i mniejszych, okazało się, że w grupie miast większych 67% było miejskimi wyspami wilgoci, a w grupie mniejszej było to 58%. Co więcej, w miejscowościach, które są miejskimi wyspami wilgoci dodatnia anomalia opadowa rośnie w tempie 1,4 mm/rok. W latach 2001–2020 średnia anomalia opadowa w tych miastach zwiększyła się z 37 do 62 milimetrów. Miastami o największej rocznej dodatniej anomalii opadowej są Ho Chi Minh, Kuala Lumpur, Lagos, Kanton-Shenzen, Sydney, Taipei, São Paulo, Houston, Mexico City oraz Miami-West Palm Beach. Z kolei największa roczna anomalia ujemna – czyli tam, gdzie pada mniej w porównaniu z okolicami wiejskimi – występuje w Seattle, Kioto-Osace-Kobe, Dżakarcie, Quanzhou, Limie, Fukuoce-Karumie, Akrze, Tokio-Jokohamie-Maebashi, Rio de Janeiro i Xiamen-Zhangzhou. « powrót do artykułu

Spowodowane globalnym ociepleniem zwiększenie ilości opadów może doprowadzić do paraliżu komunikacyjnego na olbrzymich obszarach. Grupa naukowców stworzyła model komputerowy, w którym połączono dane dotyczące sieci drogowych oraz ukształtowania terenu. Za jego pomocą identyfikowano krytyczne punkty, w których niewielki wzrost ilości opadów może odprowadzić do paraliżu dróg, którego konsekwencje będą odczuwane na dużych obszarach. Aby przygotować się na zmiany klimatyczne, musimy wiedzieć, które miejsca, w razie wystąpienia powodzi czy podtopień, będą prowadziły do największych problemów komunikacyjnych. Zwykle specjaliści podczas podobnych badań skupiają się na najbardziej uczęszczanych drogach. Jednak z naszych analiz wynika, że to nie one będą problemem, mówi profesor informatyki i specjalista ds. problemów rozległych sieci Jianxi Gao z Rensselaer Polytechnic Institute. Uczony nawiązał współpracę z ekologami z Beijing Normal University oraz fizykami z Uniwersytetu w Bostonie. Celem grupy było połączenie modeli wykorzystywanych do badania wpływu uszkodzeń dróg na transport z modelami dotyczącymi wpływu topografii terenu na powodzie i podtopienia. Tradycyjne podejście do problemów komunikacyjnych zakłada, że problemy na mniejszych drogach czy skrzyżowaniach będą miały niewielki wpływ na całą sieć połączeń. Jednak Gao stwierdził, że warto na te modele nałożyć dane o tym, jak, w zależności od topografii terenu, spływa woda po deszczu. Uzyskane wyniki nie napawają optymizmem. Okazało się, że na przykład na Florydzie zwiększenie opadów o 30–35 milimetrów wyłączy z użytkowania 50% dróg, a z kolei w stanie Nowy Jork opady powyżej 45 milimetrów mogą odciać północno-wschodnią część tego stanu od reszty kraju. Jeśli zaś w chińskiej prowincji Hunan opady zwiększą się o 25–30 mm, to z użytku zostanie wyłączonych 42% dróg lokalnych. Wzrost opadów o 95–100 mm wyłączał zaś z użycia 48,7% dróg lokalnych w prowincji Syczuan. W skali całych Chin wzrost opadów o 160–165 mm wyłączy 17,3% sieci dróg i odetnie zachodnią część kraju. Naukowcy postanowili zweryfikować swój model porównując jego przewidywania z rzeczywistymi problemami drogowymi w Houston i południowo-wschodnim Teksasie wywołanymi przez huragan Harvey. Okazało się, że ich model prawidłowo przewidział 90,6% przypadków zamknięcia dróg i 94,1% przypadków zalania dróg. Huragan Harvey spowodował jedne z największych w historii USA problemów z siecią drogową. Nasz model dobrze je przewidział. Dodanie informacji 3D do już wykorzystywanych modeli powoduje, że otrzymujemy niespodziewane wzorce awarii. Opracowaliśmy równania matematyczne, które pozwalają nam przewidzieć te wzorce, stwierdza Gao. « powrót do artykułu

Autorzy globalnego studium zauważyli niezwykły paradoks – w miarę postępów globalnego ocieplenia zwiększa się ilość opadów, a jednocześnie zmniejszają się zasoby wody pitnej. Badania, najszerzej na świecie zakrojone studium opadów i rzek, zostały przeprowadzone przez zespół profesora Ashisha Sharmy z australijskiego Uniwersytetu Nowej Południowej Walii. Naukowcy wykorzystali dane z 43 000 stacji monitorujących opady i 5300 stacji monitorujących rzeki w 160 krajach. To coś, co przegapiono. Spodziewaliśmy się, że ilość opadów będzie rosła, gdyż cieplejsze powietrze może przechować więcej wilgoci. To samo przewidują tez modele klimatyczne. Nie przewidzieliśmy jednak, że w obliczu zwiększonych opadów rzeki będą wysychały, mówi Sharma. Sądzimy, że przyczyną tego stanu rzeczy jest wysychanie gleby w zlewniach rzek. Tam, gdzie kiedyś przed opadami było wilgotno, dzięki czemu nadmiar wody z opadów spływał do rzek, jest teraz bardziej sucho. Więcej wody wsiąka w glebę, a mniej trafia do rzek. Mniej wody w rzekach oznacza mniej wody dla miast i rolnictwa. Tymczasem bardziej sucha gleba to konieczność zwiększonego nawadniania pól. Co gorsza, ten schemat obserwujemy na całym świecie, dodaje uczony. Już w tej chwili na każde 100 kropli opadów do rzek i jezior trafia 36 kropli. To woda dostępna dla człowieka. Pozostałe 64 krople zostają zatrzymane w glebie. Im bardziej sucha gleba, tym mniej kropli spłynie do rzek i jezior. Mniej wody trafia tam, gdzie możemy ją później wykorzystać. W tym samym czasie pojawia się więcej opadów, co przeciąża infrastrukturę kanalizacyjną w miastach, prowadząc do większej liczby podtopień, stwierdza Sharma. Profesor Mark Hoffman chwali badania Sharmy. Zmiana klimatu wciąż dostarcza nam niemiłych zaskoczeń. Naszą rolą, jako inżynierów, jest zidentyfikowanie problemu i znalezienie rozwiązania, mówi. Sharma i jego zespół zauważyli już wcześniej, że pomimo zwiększenia się liczby ekstremalnych opadów, nie dochodzi do zwiększenia liczby ekstremalnych powodzi. Przyczynę tego stanu rzeczy upatrują w bardziej suchej glebie oraz mniejszym zasięgu terytorialnym ekstremalnych opadów. Jednak ekstremalne powodzie to zjawiska, które są zbyt potężne, by napełnić zbiorniki przeznaczone na wodę pitną dla ludzi. Mogą być one za to napełnione przez słabsze powodzie. Problem w tym, że, zdaniem Sharmy, ogólna liczba powodzi się zmniejsza. Uczony wskazuje tutaj na wcześniejsze badania Amerykanów, którzy stwierdzili, że przy ekstremalnie dużych opadach, jeśli gleba była wilgotna przed opadami, to 62% wody opadowej składa się na powódź. Jeśli zaś gleba była wcześniej sucha, to powódź tworzy 13% wody opadowej. To sprzeczne z tym, co czytamy w raportach IPCC, w których przewiduje się rosnącą liczbę powodzi. Jednocześnie jednak wskazuje nam to na potencjalnie groźny scenariusz. Niewielkie powodzie są bardzo ważne, gdyż napełniają zbiorniki, z których czerpiemy wodę. Jednak powodzi jest coraz mniej, bo gleba wchłania wodę. Nawet jeśli pojawi się naprawdę duży deszcz, to gleby są tak suche, że pochłaniają więcej wody niż wcześniej. Mniej więc trafia tam, skąd możemy ją czerpać, wyjaśnia Sharma. Dotychczas wszyscy mieli obsesję na punkcie powodzi i nie zwracali uwagę na znacznie ważniejszy element równania, wodę trafiającą do zbiorników, dodaje. Zdaniem Sharmy, mamy dwa wyjścia. Możemy poczekać, aż ludzie zmniejszą emisję gazów cieplarnianych i klimat się ochłodzi, co jednak zajmie dużo czasu. Możemy też przebudować infrastrukturę przechowującą i dostarczającą wodę, dostosować systemy kanalizacyjne w miastach i przenieść uprawy wymagające dużych ilości wody w tereny, gdzie ta woda będzie. Konieczne będą prace inżynieryjne na masową skalę. Jednak jest to możliwe. W miejscach takich jak Arizona czy Kalifornia roczne opady wynoszą zaledwie około 400 milimetrów, a mimo to, dzięki odpowiedniej infrastrukturze, zamieniono niegościnne tereny w miejsca, gdzie żyje olbrzymia liczba ludzi. Popatrzmy chociażby na infrastrukturę w australijskich Snowy Mountains. Składa się ona z szesnastu głównych zapór, siedmiu elektrowni wodnych, stacji pomp i 225 kilometrów tuneli. Woda z topniejącego śniegu jest wykorzystywana tam zarówno do generowania energii jak i do nawadniania pól. « powrót do artykułu

Ponad 3 tys. lat temu w Afryce Środkowej zniknęły duże połacie lasu deszczowego, który został zastąpiony sawannami. Do tej pory zakładano, że powodem była zmiana klimatu, jednak najnowsze badania pokazały, że zaobserwowanych przekształceń nie da się wyjaśnić wyłącznie w ten sposób. Tym, co mogło wspomóc działanie klimatu, była działalność człowieka. Zespół Germaina Bayona z Francuskiego Instytutu Badania Morza w Plouzané analizował rdzenie osadów dennych z ostatnich 40 tys. lat z ujścia rzeki Kongo. Poszukiwano markerów geochemicznych, w tym wodoru wskazującego na poziom opadów, potasu i glinu. Rdzenie ujawniły, że nasilone wietrzenie chemiczne rozpoczęło się ok. 1500 r. p.n.e., co pokrywa się z pojawieniem się na tym terenie ludów Bantu. Wietrzenie chemiczne w próbkach z wcześniejszych okresów odpowiadały zmianom w opadach, jednak po 1000 r. p.n.e. już tak nie było. Wietrzenie chemiczne może być wywołane naturalnie przez opady deszczu i erozję, ale przyspiesza je też wycinka drzew oraz intensywny rozwój rolnictwa. Ponieważ ok. 3000 lat temu zrobiło się bardziej sucho, naukowcy spodziewali się ograniczenia wietrzenia, a nie wzrostu, który ujrzeli w rdzeniach. Bayon sugeruje, że Bantu intensywnie ścinali drzewa, by zrobić miejsce pod pola i dymarki do wytopu żelaza. Przekształcając wzorce erozji gleby, wspomogli zmianę klimatu. Naukowcy nie umieją ustalić, w jakim dokładnie stopniu działalność ludzi odpowiadała za zastąpienie lasu deszczowego sawanną, ale biorąc pod uwagę osady, sądzą, że w znacznym. Wg Francuzów, uzyskane wyniki pomogą zinterpretować procesy zachodzące w dzisiejszych lasach deszczowych, np. w Amazonii, gdzie w pierwszej dekadzie XXI w. odnotowano dwie susze.

Nie tylko samice słoni afrykańskich tworzą stada. W latach, kiedy mało pada i brakuje wody, również niektóre samce tworzą grupy ze ściśle wyznaczoną hierarchią. Kiedy wody jest pod dostatkiem, męskie "paczki" także powstają, ale liczą mniej osobników, a i hierarchia nie jest już tak jasno ustalona. Do takich wniosków doszła Caitlin O'Connell-Rodwell z Uniwersytetu Stanforda, obserwując w Namibii służące za wodopój wysychające bajorko. Podobne zjawisko opisano wśród samców po raz pierwszy. Uderzające jest to, że w latach mokrych, kiedy zasobów nie brakuje, cała struktura się rozpada i już nie widać tej linearnej hierarchii. Kiedy znowu nadchodzi susza, grupa się reaktywuje, a poszczególne osobniki zajmują w niej dokładnie tę samą pozycję, co w poprzednim suchym okresie. O'Connell-Rodwell opisała swoje odkrycia w periodyku Ethology Ecology & Evolution. Amerykanie prowadzili badania w półpustynnym środowisku Parku Narodowego Etoszy. Od 2005 r. przez cztery kolejne pory suche obserwowali dzienne i nocne ruchy wokół wodopoju na terenie zamkniętym dla turystów. Każdej nocy przychodziły stada samic, w dzień przybywały samce. Ponieważ samice zjawiały się w porze aktywności lwów, były nerwowe i nie zabawiały długo przy bajorku. Dla odmiany samce tkwiły przy nim godzinami, dlatego można było dokładnie poznać strukturę grupy. Ponieważ co roku przybywały te same osobniki, nabierało się pojęcia o stabilności tych hierarchii. W czasie badań naukowcy obserwowali przy wodopoju 150 różnych samców. W pierwszym roku, który były bardziej suchy niż zwykle, zauważono 12 samców w różnym wieku, które stale przychodziły jako grupa. Zwierzęta ustawiały się do wody w pojedynczej kolejce. Kolegów zawsze przyprowadzał i odprowadzał dominujący samiec Greg. Jeśli pojawiając się na przecince wokół wodopoju, samce nie były uszeregowane według szczebli w hierarchii, przyjmowały odpowiedni szyk po drodze nad lustro wody. W drugim roku badań w Parku Narodowym Etoszy odnotowano największe opady deszczu od 30 lat, przez co w porze suchej utworzyło się więcej oczek z wodą niż zwykle. Nie obserwowano już struktur społecznych jak w 2005 r. Razem przybywały nad wodę góra 2-3 samce, a nie jak wcześniej procesja 8-12 osobników. Kolejność picia była taka jak przed rokiem, ale zdarzało się więcej potyczek. Rok 2007 był suchy i biolodzy ponownie zauważali hierarchię z 2005 r. W 2008 r. silne deszcze doprowadziły do powodzi półwiecza i grupy znowu zniknęły. Nasze studium przypadło na bardzo szczególne 4 lata, gdzie dwa szczególnie mokre przeplatały się z dwoma dość suchymi. Ten wzorzec warunków pogodowych pokazał nam zachowania, które mają związek z ekstremami. W latach mokrych obserwowaliśmy o wiele więcej agresji, a w latach suchych więcej zachowań afiliacyjnych. O'Connell-Rodwell uważa, że studia wskazujące, że samce słoni są samotnikami, prowadzono po prostu w bardziej mokrych lokalizacjach, gdzie konkurencja o wodę nigdy nie jest tak intensywna jak w Etosha. W bardzo suchym klimacie, takim jak mamy w Namibii, struktura społeczna jest różna niż, dajmy na to, w Parku Narodowym Amboseli. Tam każdy samiec ma jednego bliskiego kolegę, a nie 3 do 5, a nawet 7, jak to widzieliśmy w Parku Narodowym Etoszy. Nawet w półpustynnym Etosha nie wszystkie samce przyłączają się jednak do męskich grup. Naukowcy widywali czasem osobniki, które znały samce ze stada, ale zawsze przychodziły i odchodziły same. Amerykanie podkreślają, że stawianie się w roli takiego satelity było wyjątkiem, nie normą. Od czasu do czasu dochodziło do testowania porządku grupy. Działo się tak zwłaszcza wśród młodych słoni zajmujących średnie i niskie szczeble w hierarchii. Ogólne "ustawienia" pozostawały jednak niezmienne.

Geolodzy z Baylor University i Wesleyan University wykazali, że nowa metoda, bazująca przy rekonstruowaniu klimatu z ostatnich 120 mln lat na różnych cechach związanych z wielkością i kształtem liści, jest dokładniejsza od obecnie stosowanych technik (New Phytologist). Paleobotanicy od dawna wykorzystują do rekonstruowania prehistorycznych klimatów modele oparte na rozmiarze i kształcie liści. Większość z tych modeli polega jednak na pojedynczej zmiennej bądź zmiennych niezwiązanych bezpośrednio z klimatem, co, oczywiście, ogranicza ich moc prognostyczną. Z tego powodu modele często zaniżają temperatury – tłumaczy dr Daniel Peppe z Baylor, specjalista ds. paleomagnetyzmu, paleobotaniki oraz paleoklimatologii. Geolodzy z Baylor University nawiązali współpracę z 26 naukowcami z całego świata. Zespół zebrał tysiące liści wielu gatunków roślin, pochodzących z 92 zróżnicowanych klimatycznie i botanicznie lokalizacji na wszystkich kontynentach poza Afryką i Antarktydą. Za pomocą metod statystycznych (wielokrotnej regresji liniowej) stworzono modele średniej temperatury rocznej i rocznych opadów. Po odniesieniu do morfologii liści współczesnych roślin, zastosowano je do dziewięciu dobrze zbadanych przykładów flory kopalnej. Okazało się, że w chłodnych klimatach liście mają zazwyczaj większe i bardziej liczne ząbki i są bardziej ponacinane. W wilgotnych klimatach liście są większe i mają mniej liczne, drobniejsze ząbki. Dodatkowo akademicy ustalili, że zależność między klimatem a rozmiarami i kształtem liści kształtują 3 czynniki: zrzucanie liści na zimę/bycie rośliną zimozieloną, lokalna dostępność wody i historia filogenetyczna. Fakt, że Amerykanie uwzględnili w modelach średnich rocznych temperatur i opadów wiele czynników, znacznie poprawił precyzję oszacowań. Oszacowania średniej rocznej temperatury (podobnie zresztą jak wilgotności) dla większości roślinnych okazów kopalnych z Ameryki Północnej okazały się np. wyższe, niż przewidywały wcześniej wykorzystywane techniki. Co więcej, wyliczenia te były lepiej dopasowane do niezależnych dowodów paleoklimatycznych. Nasze studium pokazuje, że uwzględnienie dodatkowych cech liści, które są funkcjonalnie powiązane z klimatem, udoskonala rekonstrukcje paleoklimatyczne. To pomoże nam lepiej odtworzyć przeszłe klimaty i ekosystemy, co z kolei pozwoli przewidzieć reakcje ekosystemów na zmianę klimatu w skali lokalnej, regionalnej i globalnej – podsumuje Peppe.

Dziś trudno sobie wyobrazić świat bez kwiatów i roślin okrytonasiennych (Angiospermae). Gdyby się jednak pokusić o stworzenie takiej wizji, okazałoby się, że zabrakło w niej nie tyle barw, co wody. Oznacza to, że klimat byłby, przynajmniej miejscami, bardziej suchy i gorący. Naukowcy przypuszczają, że oddziałując na opady deszczu, okrytozalążkowe stymulowały ewolucję tropików. Budowę roślin porównuje się niekiedy do rurociągu, ponieważ woda pobrana za pośrednictwem korzeni paruje ostatecznie przez aparaty szparkowe liści. Transpiracja, czyli czynne parowanie wody z nadziemnych części, odbywa się też przez skórkę oraz przetchlinki. Zjawisko to zapewnia ok. 10% atmosferycznej pary wodnej. W wiązkach przewodzących okrytozalążkowych występują naczynia, które pozwalają na szybszy transport od cewek nagozalążkowych. Nic dziwnego, że Angiospermae od kredy górnej przeważały właściwie we wszystkich lądowych siedliskach. Okrytozalążkowe stanowią gros ziemskiej flory; do nagozalążkowych należy współcześnie jedynie 665 gatunków. Mając to na uwadze, paleontolog C. Kevin Boyce i specjalistka ds. modelowania klimatu Jung-Eun Lee – oboje z University of Chicago w Illinois – zaczęli się zastanawiać, w jaki sposób okrytonasienne oddziaływały na globalne wzorce pogodowe, odkąd pojawiły się przed ponad 100 mln lat. By sprawdzić, jak wyglądałaby Błękitna Planeta bez roślin okrytonasiennych, Amerykanie "obcięli" transpirację o 75%, czyli o wielkość generowaną właśnie przez Angiospermae. Okazało się, że niektóre rejony Ziemi wysychały, a inne stawały się wilgotniejsze niż obecnie. Na wschodzie Ameryki Północnej ilość opadów atmosferycznych zmniejszyła się o 30-50%. Największe zmiany zaszły jednak w tropikalnych rejonach Ameryki Południowej. Zgodnie z symulacją, średnia roczna suma opadów obniżyła się tu o 300 mm. We wschodniej części niziny Amazonki pora deszczowa skróciła się o 3 miesiące. Zasięg najwilgotniejszych lasów deszczowych, gdzie miesięcznie spada obecnie ponad 100 mm deszczu miesięcznie, skurczył się o 80%. Brak okrytozalążkowych nie odcisnąłby tak dużego piętna na innych rejonach tropikalnych, np. w Afryce, ponieważ występuje tu dużo suchych lasów tropikalnych. Zmniejszenie ilości opadów oznacza spadek liczby gatunków roślin i zwierząt. Stąd założenie, że obecność pierwszych okrytonasiennych napędzała pojawienie się kolejnych tropikalnych gatunków, w tym innych Angiospermae.

Patrząc za okno i marznąc w mieszkaniach trudno będzie uwierzyć w dane amerykańskiej NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration), z których wynika, że miniony kwiecień był najcieplejszym zanotowanym 4. miesiącem. Co więcej, temperatury dla okresu styczeń-kwiecień również były rekordowo wysokie. NOAA dysponuje danymi sięgającymi roku 1880. Agencja poinformowała właśnie, że średnie temperatury lądu i oceanów wynosiły w kwietniu 2010 aż 14,5 stopnia Celsjusza, o 0,76 stopnia więcej niż średnia dla całego XX wieku. Średnia dla miesięcy styczeń-kwiecień również była wyższa od średniej dla całego ubiegłego wieku. Wyniosła ona bowiem 13,3 stopnia, czyli o 0,69 stopnia więcej niż średnia z XX wieku. Wyższe były też średnie liczone osobno dla oceanów i lądów. W przypadku oceanów temperatura powierzchni była o 0,57 stopnia wyższa od średniej dwudziestowiecznej wynoszącej 16 stopni. Kwiecień był również rekordowo ciepły. Największe wzrosty zanotowano w obszarach równikowych. Dla lądu temperatura była aż o 1,29 stopnia wyższa od średniej wynoszącej 8,1 stopnia Celsjusza. W tym przypadku miniony kwiecień nie był rekordowo ciepły - uplasował się na trzeciej pozycji. Cieplejsze niż zazwyczaj były przede wszystkim Kanada, Alaska, zachodnie obszary USA, Australia, Azja Południowa, Afryka Północna i północ Rosji. Chłodniejsze niż zwykle były Mongolia, Argentyna, rosyjski Daleki Wschód, zachód USA oraz większa część Chin. W kwietniu osłabł El Nino, co było związane z mniejszą ilością anomaliów temperaturowych w równikowych obszarach Oceanu Spokojnego. Osłabienie to znacząco przyczyniło się do ogrzania całości powierzchni oceanów. Naukowcy zauważyli też, że miniony miesiąc był 11. z kolei kwietniem, w którym powierzchnia lodów arktycznych utrzymywała się poniżej średniej z lat 1979-2000 i była mniejsza od niej o 2,1 procenta. Jednocześnie była ona największa od roku 2001. Z kolei powierzchnia lodów Antarktyki niemal utrzymywała się w średniej z lat 1979-2000, gdyż była mniejsza od niej zaledwie o 0,3%. Obserwacje powierzchni pokrytej śniegiem, które prowadzone są od 1967 roku, także różnią się od tego, co mogliśmy widzieć za oknem. Na półkuli północnej powierzchnia śniegów w kwietniu po raz siódmy z rzędu była poniżej średniej z lat 1967-2010. Do takiego stanu rzeczy przyczyniły się wyższe temperatury w Ameryce Północnej, Europie i części Rosji. Na kontynencie północnoamerykańskim zanotowano w kwietniu rekordowo mało śniegu i największą negatywną anomalię, czyni różnicę pomiędzy średnią a pomiarami. Dane z NOAA potwierdzają inne ośrodki. Australijczycy informują, że Victoria i Tasmania zanotowały najcieplejszy 12-miesięczny okres w historii obserwacji. Z kolei chińscy specjaliści mówią o najchłodniejszym kwietniu od roku 1961, a w niektórych prowincjach był to najchłodniejszy kwiecień w historii pomiarów. Miniony miesiąc był też najbardziej mokrym kwietniem od 1974 roku dla Chin i od 1951 roku dla Tybetu. Z kolei Niemcy informują, że od roku 1901 kwietniowe opady były mniejsze tylko raz - w roku 2007.

Międzynarodowa grupa naukowców pod kierownictwem uczonych z Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR) postanowiła odpowiedzieć na jedno z najtrudniejszych pytań meteorologii - jak zmiany podczas 11-letniego cyklu słonecznego mogą wpływać na zmiany pogody na Ziemi, skoro ilość energii docierająca ze Słońca na Ziemię waha się w tym czasie zaledwie o 0,1%. Okazało się, że zmiany są wywołane wpływem gwiazdy na dwa pozornie niepowiązane rejony - stratosferę i Ocean Spokojny. Skład chemiczny stratosfery oraz temperatura wód powierzchniowych Pacyfiku reagują na różnicę w aktywności Słońca tak, że jej wpływ na planetę jest większy, niż wynikałoby to tylko z 0,1-procentowej różnicy w docierającej energii. Zmiany w stratosferze i na Oceanie spokojny mają wpływ na wiatry, opady, powstawanie chmur i temperaturę oceanów, co w efekcie znacznie wpływa na pogodę na całej planecie. Słońce, stratosfera i oceany są połączone tak, że wpływa to na przykład na zimowe opady w Ameryce Północnej - mówi Gerald Meehl z NCAR. Dzięki zrozumieniu roli cyklu słonecznego możemy dostarczyć naukowcom nowych narzędzi, które pozwolą im lepiej przewidywać regionalne wzorce zmian pogodowych przez kilka najbliższych dekad - dodaje. Zespół Meehla najpierw potwierdził teorię mówiącą, że niewielka zmiana ilości energii docierającej w czasie szczytu, jest absorbowana przez ozon stratosferyczny. Prowadzi to do ogrzania stratosfery nad tropikami i jednocześnie do powstawania dodatkowych ilości ozonu, który absorbuje dodatkowe ilości energii słonecznej. Stratosfera ogrzewa się nierównomiernie i do największego nagrzania dochodzi na niższych szerokościach geograficznych. W efekcie tego procesu dochodzi do zwiększenia opadów w tropikach. Jednocześnie Słońce ogrzewa powierzchnię oceanów. Najbardziej nagrzewa się ona na obszarach subtropikalnych, gdzie i tak jest mało chmur. To prowadzi do zwiększonego parowania i wytworzenia się chmur, które gnane pasatami przesuwają się nad ląd. Tam dochodzi do opadów. Mamy więc do czynienia z dodatkowym wzmocnieniem efektu ze stratosfery. To co dzieje się wyżej, wpływa na niższe obszary atmosfery, a to co dzieje się na powierzchni oceanów - wpływa na wyższe obszary. Im intensywniej świeci Słońce nad suchszymi regionami, tym bardziej napędzane są pasaty, które zabierają ze sobą wilgoć i powodują bardziej intensywne opady w regionach tropikalnych. Taki mechanizm ma z kolei wpływ nie tylko na monsun w Indiach, ale również na zjawiska La Niña i El Niño.

Z artykułu w Geophisical Research Letters możemy dowiedzieć się, że najprawdopodobniej dotychczas naukowcy przeceniali intensywność opadów deszczu. Najnowsze badania przeprowadzone przez zespół Gillermo Montero-Martineza z Meksykańskiego Narodowego Uniwersytetu Autonomicznego, wykazały, że przeceniana jest wielkość kropli i, co za tym idzie, ilość wody, która spadła na ziemię. Meksykanie zbadali 64 000 kropli, które spadły na Mexico City. Dotychczas sądzono, że duże krople spadają szybciej niż małe. Ponadto prędkość kropli ograniczana jest tzw. szybkością graniczną, wyznaczaną przez moment, w którym przyciąganie ziemskie jest równoważone przez tarcie. Meteorolodzy, opierając się na takich założeniach, wykorzystują obecnie radary mierzące prędkość kropli. Na tej podstawie oceniana jest ich wielkość oraz całkowita ilość opadów. Montero-Martinez odkrył, że część małych kropli nie tylko opada szybciej niż duże krople, ale czyni to z prędkością większą niż prędkośc graniczna. Naukowcy użyli zestawu spektrometrów, który pozwolił zbadać im rozszczepianie się światła w opadających kroplach oraz systemów do analizy cząstek i modeli matematycznych umożliwiających ocenę kształtów i wielkości kropli. Uczeni zauważyli, że opadające duże krople wchłaniają mniejsze krople i czasem się rozpadają na takie o średniej wielkości. Te z kolei przez około pół sekundy po rozpadzie poruszają się z prędkością dużej kropli, z której pochodzą, a więc szybciej niż wynosi prędkość graniczna dla średnich kropli. A to oznacza, że dotychczas były one uznawane za duże krople. Meteorolodzy już wcześniej zauważyli, że istnieje jakiś błąd pomiarowy, ale przypisano go uderzeniom kropli w instrumenty pomiarowe. Eksperci zgadzają się, że badania Meksykanów pozwolą na skonstruowanie doskonalszych instrumentów pomiarowych, które umożliwią lepsze przewidywanie pogody.

Badacze z amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosferycznych (NCAR - National Center for Atmospheric Research) informują o wysychaniu największych światowych rzek. Zmniejsza się ilość wody niesionej przez Ganges, Niger, Rzekę Żółtą czy Kolorado. To z kolei zagraża dostawom wody i żywności dla milionów ludzi. Specjaliści przeanalizowali dane z lat 1948-2004 dotyczące 925 największych rzek. W sumie niosą one 73% słodkiej wody płynącej na naszej planecie. Okazało się, że w przepływach wód niemal co trzeciej rzeki zaszły znaczące zmiany. W 70% ilość niesionej wody uległa zmniejszeniu. To z kolei oznacza zagrożenie dla egzystencji ludzi, którzy są uzależnieni od dostaw wody z tych rzek oraz od żywności, produkowanej dzięki ich istnieniu. Sytuacji nie poprawia fakt, że w niektórych rzekach przepływ wody się zwiększył. Są to bowiem przeważnie rzeki, które ujście mają w Oceanie Arktycznym, a więc przepływają przez bardzo słabo zaludnione tereny, a ich wody są zasilane szybko topniejącymi lodowcami i śniegami. Na zmiany ilości niesionej wody ma wpływ wiele czynników, od budowy zapór, po wykorzystywanie jej na potrzeby rolnictwa i przemysłu. Jednak w wielu przypadkach znaleziono dowody, iż przyczyną zmniejszonego przypływu jest ocieplenie klimatu. Doprowadziło ono bowiem do zmian rozkładu opadów atmosferycznych i zwiększonego parowania. Naukowcy wyliczyli, że pomiędzy rokiem 1948 a 2004 ilość słodkiej wody wpadającej do Pacyfiku zmniejszyła się o 6%, czyli o 526 kilometrów sześciennych. To mniej więcej tyle, ile w ciągu roku niesie Mississippi. Do Oceanu Indyjskiego wpada obecnie o 3% (140 km3) wody mniej niż przed 60 laty. Z kolei Ocean Arktyczny zasilany jest o 10% (460 km3) większą ilością słodkiej wody niż wcześniej. W samych Stanach Zjednoczonych w rzece Columbia płynie obecnie około 14% mniej wody niż w 1948 roku. Spowodowane jest to mniejszymi opadami i większym zużyciem wody na zachodzie USA. Z kolei Mississippi niesie o 22% więcej wody. Przyczyną tego stanu rzeczy jest wzrost opadów na amerykańskim środkowym zachodzie. Takie rzeki jak Jangcy i Brahmaputra nie wykazują większych zmian, jednak naukowcy ostrzegają, że i one mogą stracić wodę wraz ze znikaniem zasilających je himalajskich lodowców.

Choć bakterie w ogóle nie kojarzą się z pogodą, mają z nią wiele wspólnego. To również od nich zależy, co ujrzymy za oknem po przebudzeniu: słońce, śnieg czy strugi deszczu. Wcześniej wykazano, że uniesione w górę atmosfery, stymulują tworzenie się chmur, teraz szwedzcy naukowcy udowodnili, że nie odrywając się nawet od ziemi, mogą prowokować opady za pomocą detergentów. Barbara Nozière i zespół z Uniwersytetu Sztokholmskiego przypuszczali, że wydzielane przez wiele gatunków bakterii surfaktanty (związki powierzchniowo czynne) wpływają na pogodę. Zazwyczaj są one wykorzystywane podczas transportu związków odżywczych przez błonę komórkową, ale Szwedzi zauważyli również, że przełamują napięcie powierzchniowe wody lepiej od jakiejkolwiek innej naturalnej substancji. W związku z tym zaczęli podejrzewać, że gdyby detergenty te znaleziono w chmurach, byłyby one w stanie oddziaływać na proces tworzenia się kropli. Badacze pobrali próbki powietrza znad regionów nadbrzeżnych, oceanu, lasów i dżungli 3 krajów: Brazylii, Szwecji oraz Finlandii. Okazało się, że we wszystkich występowały niewielkie ilości detergentów. Nozière utrzymuje, że bakterie sprawiają, że atmosfera naszej planety jest stale aktywna i zdrowa. Przypuszcza także, że mikroorganizmy wykształciły w toku ewolucji umiejętność wywoływania deszczu, by zwiększyć swoje szanse na przeżycie. W przyszłości trzeba się będzie dowiedzieć, w jaki sposób bakteryjne surfaktanty dostają się na takie wysokości. Jak zaznacza Andi Andreae z Instytutu Chemii Maxa Plancka w Moguncji, związki bakteryjne mogą się dołączać do cząsteczek unoszonych z powierzchni ziemi wraz z wiatrem. Trzeba jednak pamiętać, że tylko niewielka ich część dolatuje do chmur.

Czy autyzm może być w jakiś sposób powiązany ze zwiększonymi opadami deszczu? Naukowcy z Cornell University wydają się w to wierzyć. Przeanalizowali dane statystyczne z trzech stanów, dotyczyły one zachorowań i pogody w danym okresie, i odkryli, że częstość występowania autyzmu jest większa na obszarach, gdzie podczas pierwszych 3 lat życia dziecka bardziej padało (Archives of Pediatrics and Adolescent Medicine). Do tej pory wzrost częstości zachorowań (z 1:2500 do 1:150) przypisywano lepszemu uświadomieniu i wykształceniu lekarzy, którzy potrafili prawidłowo rozpoznać zaburzenie. Amerykanie uważają jednak, że teoria ta nie wyklucza możliwości, by inne czynniki także wpływały na szybujące wskaźniki. Naukowcy wyliczyli średnie roczne opady deszczu w Oregonie, Kalifornii i stanie Waszyngton w okresie między 1987 a 1999 r. Potem przyjrzeli się częstości diagnozowania autyzmu w tym samym czasie. Czemu dzieci, w których stanach mocno padało, gdy miały mniej niż 3 lata, miałyby częściej chorować? Jeśli rzeczywiście istnieje jakiś związek, może nie chodzić bezpośrednio o opady deszczu. Niewykluczone, że woda oddziałuje np. na związki chemiczne, z którymi dzieci wchodzą w kontakt. Nie da się też wyeliminować scenariusza, że brzydka pogoda zmusza do dłuższego przesiadywania w domu, a to niekorzystnie wpływa na rozwój. Jak? Poprzez niedobór witaminy D, która tworzy się w kontakcie ze słońcem, nadmierne oglądanie telewizji lub występujące w pomieszczeniach chemikalia. Na razie to wszystko teoria, w przyszłości trzeba więc przeprowadzić rzetelne badania, które ujawnią prawdziwego winnego.

Lód na Kilimandżaro topnieje nie z powodu globalnego ocieplenia klimatu. Philip Mote z Uniwersytetu Waszyngtońskiego i Georg Kaser z Uniwersytetu w Innsbrucku podkreślają, że topnienie można obserwować już od ponad 100 lat, a większość lodu zniknęła przed 1953 rokiem, czyli zanim naukowcy stwierdzili, że w regionie zrobiło się cieplej. Dodatkowo mamy do czynienia z lodowcem strefy tropikalnej, który topi się według innych zasad niż jego odpowiedniki ze średnich szerokości geograficznych. Dzieje się tak chociażby dlatego, że te ostatnie dzieli od biegunów mniejsza odległość. Lodowce naszej strefy klimatycznej topnieją głównie latem, gdy gorące powietrze (a wskutek efektu cieplarnianego jest rzeczywiście coraz cieplejsze) ogrzewa lód. Tak się jednak nie może stać w przypadku najwyższego szczytu Afryki, ponieważ na górze panują ujemne temperatury. Topnienie na Kilimandżaro jest skutkiem sublimacji, czyli bezpośredniego przechodzenia lodu w parę wodną. W artykule opublikowanym w lipcowo-sierpniowym wydaniu pisma American Scientist Kaser i Mote wskazują na zmniejszone opady śniegu w tym regionie Czarnego Kontynentu. Biały śnieg zazwyczaj odbija promienie słoneczne, jeśli jednak nie pojawiają się jego nowe warstwy, promienie są absorbowane i warstwa lodu zaczyna zanikać.