Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Klimat bez kwiatów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zdaniem naukowców z University of Cambridge, wpływ wulkanów na klimat jest mocno niedoszacowany. Na przykład w najnowszym raporcie IPCC założono, że aktywność wulkaniczna w latach 2015–2100 będzie taka sama, jak w latach 1850–2014. Przewidywania dotyczące wpływu wulkanów na klimat opierają się głównie na badaniach rdzeni lodowych, ale niewielkie erupcje są zbyt małe, by pozostawiły ślad w rdzeniach lodowych, mówi doktorantka May Chim. Duże erupcje, których wpływ na klimat możemy śledzić właśnie w rdzeniach, mają miejsce najwyżej kilka razy w ciągu stulecia. Tymczasem do małych erupcji dochodzi bez przerwy, więc przewidywanie ich wpływu na podstawie rdzeni lodowych prowadzi do mocnego niedoszacowania.
Z badań przeprowadzonych przez Chim i jej zespół wynika, że modele klimatyczne nawet 4-krotnie niedoszacowują chłodzącego wpływu małych erupcji wulkanicznych. Podczas erupcji wulkany wyrzucają do atmosfery związki siarki, które gdy dostaną się do górnych jej partii, tworzą aerozole odbijające światło słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Gdy mamy do czynienia z tak dużą erupcją jak wybuch Mount Pinatubo w 1991 roku, emisja związków siarki jest tak duża, że spadają średnie temperatury na całym świecie. Takie erupcje zdarzają się rzadko. W porównaniu z gazami cieplarnianymi emitowanymi przez ludzi, wpływ wulkanów na klimat jest niewielki, jednak ważne jest, byśmy dokładnie uwzględnili je w modelach klimatycznych, by móc przewidzieć zmiany temperatur w przyszłości, mówi Chim.
Chim wraz z naukowcami z University of Exeter, Niemieckiej Agencji Kosmicznej, UK Met Office i innych instytucji opracowali 1000 różnych scenariuszy przyszłej aktywności wulkanicznej, a następnie sprawdzali, co przy każdym z nich będzie działo się z klimatem. Z analiz wynika, że wpływ wulkanów na temperatury, poziom oceanów i zasięg lodu pływającego jest prawdopodobnie niedoszacowany, gdyż nie bierze pod uwagę najbardziej prawdopodobnych poziomów aktywności wulkanicznej.
Analiza średniego scenariusza wykazała, że wpływ wulkanów na wymuszenie radiacyjne, czyli zmianę bilansu promieniowania w atmosferze związana z zaburzeniem w systemie klimatycznym, jest niedoszacowana nawet o 50%. Zauważyliśmy, że małe erupcje są odpowiedzialny za połowę wymuszenia radiacyjnego generowanego przez wulkany. Indywidualne erupcje tego typu mogą mieć niemal niezauważalny wpływ, ale ich wpływ łączny jest duży, dodaje Chim.
Oczywiście erupcje wulkaniczne nie uchronią nas przed ociepleniem. Aerozole wulkaniczne pozostają w górnych warstwach atomsfery przez rok czy dwa, natomiast dwutlenek węgla krąży w atmosferze znacznie dłużej. Nawet jeśli miałby miejsce okres wyjątkowo dużej aktywności wulkanicznej, nie powstrzyma to globalnego ocieplenia. To jak przepływająca chmura w gorący słoneczny dzień, jej wpływ chłodzący jest przejściowy, wyjaśnia uczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na łamach Nature opublikowano artykuł, którego autorzy wykazali istnienie związku pomiędzy ewolucją człowieka a naturalnymi zmianami klimatu powodowanymi przez zjawiska astronomiczne. Od dawna podejrzewano, że klimat miał wpływ na ewolucję rodzaju Homo, jednak związek ten trudno udowodnić, gdyż w pobliżu miejsc występowania ludzkich skamieniałości rzadko można znaleźć wystarczająco dużo danych, by opisać klimatu w czasie, gdy ludzie ci żyli.
Dlatego też naukowcy z Korei Południowej, Niemiec, Szwajcarii i Włoch wykorzystali model komputerowy opisujący klimat na Ziemi na przestrzeni ostatnich 2 milionów lat. To pozwoliło na określenie klimatu, jaki panował w miejscu i czasie, w którym żyli badani przez naukowców ludzi. W ten sposób opisano warunki klimatyczne preferowane przez poszczególne gatunki homininów. Stalo się to punktem wyjścia do stworzenia ewoluującej w czasie mapy z obszarami potencjalnie zamieszkanymi przez naszych przodków.
Nawet jeśli różne grupy archaicznych ludzi preferowały różny klimat, to wszystkie one reagowały na zmiany klimatu wywoływane takimi zjawiskami astronomicznymi jak zmiana nachylenia ekliptyki, ekscentryczność orbity czy precesję. Zmiany takie mają miejsce w okresach od 21 tysięcy do 400 tysięcy lat, mówi Axel Timmermann, główny autor badań i dyrektor Centrum Fizyki Klimatu na Uniwersytecie Narodowym Pusan w Korei Południowej.
Uczeni, żeby sprawdzić, czy związek pomiędzy zmianami klimatu a ewolucją rzeczywiście istnieje, powtórzyli swoją analizę, ale zmieniali dane dotyczące datowania poszczególnych skamieniałości, przypadkowo je między sobą podmieniając. Jeśli zmiany klimatu nie miały związku z ewolucją, to takie podmienienie danych nie powinno wpłynąć na wyniki analizy. Okazało się jednak, że wyniki analizy dla danych prawdziwych i przypadkowo wymieszanych zasadniczo się między sobą różniły. Wyraźnie widoczne były różnice we wzorcach wyboru habitatów przez Homo sapiens, Homo neanderthalensis i Homo haidelbergensis. Wyniki te pokazują, że co najmniej na przestrzeni ostatnich 500 000 lat zmiany klimatu, w tym okresy zlodowaceń, odgrywały kluczową rolę w wyborze habitatu przez te gatunki, co z kolei wpłynęło na miejsca znalezienia skamieniałości, mówi Timmermann.
Postanowiliśmy też poznać odpowiedź na pytanie, czy habitaty różnych gatunków człowieka nakładały się na siebie w czasie i przestrzeni, dodaje profesor Pasquale Raia z Università di Napoli Federico II w Neapolu. Na podstawie tak uzyskanych danych dotyczących nakładających się habitatów, zrekonstruowano drzewo ewolucyjne człowieka. Wynika z niego, że neandertalczycy i denisowianie wyodrębnili się z eurazjatyckiego kladu H. heidelbergensis około 500–400 tysięcy lat temu, a H. sapiens pochodzi z południowoafrykańskiej populacji H. heidelbergensis, od której oddzielił się około 300 tysięcy lat temu.
Nasza bazująca na klimacie rekonstrukcja drzewa ewolucyjnego człowieka jest więc dość podobna do rekonstrukcji wykonanej w ostatnim czasie na podstawie danych genetycznych lub danych morfologicznych. Dzięki temu możemy zaufać uzyskanym przez nas wynikom, cieszy się doktor Jiaoyan Ruan z Korei Południowej.
Niezwykłej rekonstrukcji dokonano za pomocą południowokoreańskiego superkomputera Aleph, który pracował nieprzerwanie przez 6 miesięcy, by stworzyć największą z dotychczasowych symulacji przeszłego klimatu. Model obejmuje aż 500 terabajtów danych. To pierwsza ciągła symulacja ziemskiego klimatu obejmująca ostatnie 2 miliony lat i uwzględniająca pojawiania się i znikanie pokryw lodowych czy zmiany w stężeniach gazów cieplarnianych. Dotychczas paleoantropolodzy nie używali tak rozległych modeli paleoklimatycznych. Nasza praca pokazuje, jak przydatne są to narzędzia, dodaje profesor Christoph Zollikofer z Uniwersytetu w Zurichu.
Uczeni mówią, ze w swoich danych zauważyli interesujący wzorzec dotyczący pożywienia. Wcześni afrykańscy hominini żyjący pomiędzy 2 a 1 milionem lat temu preferowali stabilne warunki klimatyczne, co ograniczało ich do wąskich habitatów. Przed około 800 tysiącami lat doszło do zmiany klimatu, w wyniku której grupa znana pod ogólnym terminem H. heidelbergensis dostosowała się do szerszego spektrum źródeł pożywienia, dzięki czemu mogli wędrować po całym globie, docierając do odległych regionów Europy i Azji, dodaje Elke Zeller z Korei. Nasze badania pokazują, że klimat odgrywał kluczową rolę w ewolucji rodzaju Homo. Jesteśmy, kim jesteśmy, gdyż przez wiele tysiącleci udało nam się dostosowywać do powolnych zmian klimatu, wyjaśnia profesor Timmermann.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Celowa działalność rdzennych mieszkańców Ameryki Północnej miała większy wpływ na lasy na wschodnim wybrzeżu niż klimat, wynika z badań przeprowadzonych przez profesora Marca Abramsa z Pennsylvannia State University.
Rdzenni Amerykanie świetnie zarządzali szatą roślinną i możemy się w tym względzie wiele od nich nauczyć. Wiedzieli, jak doprowadzić do regeneracji roślin, którymi się żywili, jak zapewnić pożywienie zwierzętom, na które polowali. W tym celu regularnie wypalali lasy, mówi uczony.
Abrams od 30 lat bada jakość obecnych i dawnych lasów na wschodzie Stanów Zjednoczonych. Zauważył, że od co najmniej 2000 lat lasy te były regularnie wypalane, co doprowadziło do zdominowania ich przez gatunki drzew zaadaptowane do obecności ognia. Gdy rdzenni mieszkańcy tych terenów zostali z nich wyparci, a mieszkańcy USA przestali wypalać lasy, rozpoczęły się zmiany, które doprowadziły do tego, że gatunki takie jak dąb, orzesznik i sosna zaczęły zanikać.
Wciąż trwa spór o to, czy skład lasów został zdeterminowany głównie przez klimat czy działalność człowieka, ale nowe badania dowodzą, że celowe pożary powodowane przez człowieka były głównym czynnikiem decydującym o tym, jak wyglądały lasy na Wschodzie. To bardzo ważna wiedza, gdyż obecnie zmiany klimatyczne coraz bardziej zaprzątają uwagę naukowców, stwierdza Abrams.
Uczony podkreśla, że wyniki jego badań nie mają odniesienia do innych regionów. Na zachodzie USA to klimat decydował o składzie lasów. Tamten region doświadczał bowiem większych upałów i większych susz.
W czasie swoich badań Abrams i jego zespół analizowali pyłki i węgiel drzewny przed setek i tysięcy lat, a uzyskane wyniki porównywali ze współczesnymi danymi dotyczącymi składu lasów. Przyjrzeli się siedmiu typom lasów występujących w północnych i centralnych regionach wschodu Stanów Zjednoczonych.
Badacze zauważyli, że w lasach najbardziej wysuniętych na północ współczesne dane wskazują na znaczące zmniejszenie się liczby buków, sosen, choin i modrzewi, a znaczny wzrost populacji klonu, jesionu, dębu i jodły. Z kolei lasy położone bardziej na południe były historycznie zdominowane przez dąb i sosnę, a w czasach współczesnych doszło do spadku liczby dębów i kasztanów, zwiększyła się za to liczebność klonu i brzozy.
Współczesne lasy są zdominowane przez gatunki które są lepiej przystosowane do chłodnego klimatu, lepiej tolerują cień, nie radzą sobie z suszą i ogniem. Liczebność takich gatunków ulega zmniejszeniu gdy las jest regularnie wypalany. Gatunki takie jak dąb zajmują obszary, gdzie dochodzi do pożarów lasów. Co więcej, współczesne zmiany składu lasów powodują, że są one bardziej podatne na susze i pożary, mówi uczony.
W czasie badań naukowcy wykorzystali też dane dotyczące liczebności populacji. Okazało się, że po setkach lat dość stabilnego poziomu wypalania lasów przez niewielką populację Indian w tym regionie doszło do gwałtownego zwiększenia liczby pożarów, a zjawisko to było związane z europejskim osadnictwem w XIX wieku. Ponadto, jak się okazało, nieliczni rdzenni mieszkańcy tych terenów byli w stanie wypalać duże obszary i robili to regularnie.
Po roku 1940 doszło do znacznego ograniczenia liczby pożarów, to znacząco wpłynęło na lasy. Od czasu, gdy zaczęto regularną kampanię zapobiegania pożarom lasów, niemal przestało do nich dochodzić, co w znaczny sposób odbiło się na lasach. Przeszliśmy od umiarkowanej liczby pożarów, poprzez zbyt dużą ich liczbę do niemal zaniku pożarów lasów. Musimy wrócić do umiarkowanego wypalania w celu lepszego zarządzania szatą roślinną, mówi uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
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
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.