Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Chmury i deszcz są jak ofiary i drapieżniki

Recommended Posts

Specjaliści z Instytutu Nauki Weizmanna oraz amerykańskiego NOAA odnieśli równania stosowane do obrazowania dynamiki oddziaływań między ofiarami a drapieżnikami do modelowania związków między systemami chmur, deszczem i aerozolami (Proceedings of the National Academy of Sciences).

Chmury mają duży wpływ na klimat. Izraelsko-amerykański zespół wspomina choćby o chmurach warstwowo-kłębiastych znad płytkich wód, które tworzą duże pokrywy nad subtropikalnymi oceanami. Obniżają one temperaturę, odbijając część promieniowania słonecznego. Doktorzy Ilan Koren oraz Graham Feingold stwierdzili, że równanie do modelowania cyklów interakcji ofiary-drapieżniki stanowi świetną analogię dla cykli chmury-deszcz. Akademicy wyjaśniają, że odpowiednie populacje ofiar i drapieżników rozszerzają się i kurczą jedne kosztem drugich, tak jak deszcz uszczupla chmury, a te znowu odbudowują się po opadach. Na tym podobieństwa się nie kończą. Dostępność traw wpływa na wielkość stad, a dostępność aerozoli i składających się na nie jąder kondensacji nadaje kształt chmurom. Większa liczba cząstek daje np. początek większej liczbie kropli, ale krople te są mniejsze i pozostają raczej zawieszone, zamiast spadać w formie deszczu.

W najnowszym badaniu Feingold i Koren stwierdzili, że stosując 3 podstawowe równania, można stworzyć model, który potwierdza, że dynamika chmur i deszczu naśladuje 3 znane tryby oddziaływań drapieżników i ofiar. Podobnie jak gazele i lwy, których populacje oscylują w tandemie, deszcz stale podąża tropem formowania się chmur. W grę może też wchodzić tryb równowagi, w którym gazele (chmury) odradzają się w takim samym tempie, w jakim są przerzedzane. Trzecią opcją jest chaos – następuje krach, kiedy drapieżniki wymykają się spod kontroli i polują, ile chcą lub silny deszcz niszczy system chmur.

Model demonstruje, że gdy zmienia się ilość aerozoli, system może nagle przestawić się z jednego stanu/trybu w drugi.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Opadające krople deszczu trą o powietrze, przez co energia kinetyczna zarówno kropli jak i powietrza zamieniana jest w energię cieplną i zostaje rozproszona. Grupa matematyków policzyła ilość rozpraszanej w ten sposób energii i ze zdumieniem odkryła, że opady deszczu mogą być bardzo istotnym składnikiem ogólnego bilansu energetycznego atmosfery.
      Matematycy Olivier Pauluis z New York University oraz Juliana Dias z Narodowej Administracji Oceanów i Atmosfery (NOAA) wykorzystali dane uzyskane przez program Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM). Z ich obliczeń wynika, że pomiędzy 30. stopniem szerokości północnej a 30. stopniem szerokości południowej, rozproszenie energii wskutek tarcia kropli deszczu o powietrze średnio 1,8 wata na metr kwadratowy. Spadające krople wody i kryształki lodu stanowią minimalną część masy atmosfery, jednak, jak się okazuje, prowadzą do rozproszenia olbrzymich ilości energii.
      Specjaliści przewidują, że w miarę jak klimat będzie się ocieplał, opady staną się bardziej intensywne. Co więcej krople będą miały dłuższą drogę do przebycia, gdyż para wodna będzie kondensowała na większych wysokościach. Pauluis uważa, że na każdy stopień wzrostu temperatury ilość rozpraszanej energii wzrośnie o kilka procent. Wyliczenia te są zgodne z wcześniejszymi modelami klimatycznymi. Spodziewamy się, że wraz ze wzrostem temperatury wielkoskalowe cyrkulacje powietrza w tropikach, takie jak komórka Hadleya czy komórka Walkera osłabną - mówią uczeni. Można zatem spodziewać się osłabnięcia pasatów, które są częścią obu komórek.
      Nie osłabną za to huragany. Są one bowiem zależne nie od energii zgromadzonej w atmosferze a od temperatury powierzchni oceanów. Eksperci zapowiadają wzrost siły tych wiatrów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Shimon Wdowinski z University of Miami zauważył związek pomiędzy tropikalnymi cyklonami a... trzęsieniami ziemi. Języczkiem spustowym są bardzo duże opady deszczów - mówi uczony.
      Duże opady prowadzą do tysięcy przypadków osunięć gruntu oraz do erozji. To usuwa wierzchnią warstwę i zmniejsza napięcia w położonych poniżej skałach, przez co zaczynają się one poruszać - dodaje.
      Wdowinski przeanalizował trzęsienia ziemi o sile 6 i więcej stopni, które wystąpiły w ciągu ostatnich 50 lat na Tajwanie i Haiti. Zauważył, że w ciągu czterech lat po bardzo poważnych tajfunach - Morakot, Herb i Flossie - w górskich regionach Tajwanu doszło do całej serii trzęsień ziemi. Po tajfunie Flossie (rok 1969) doszło w 1972 roku do trzęsienia o sile 6,2 stopnia. Z kolei tajfun Herb (rok 1996) spowodował wystąpienie trzęsień w roku 1998 (6,2 stopnia) i 1999 (7,6 stopnia). W końcu wynikiem pojawienia się w 2009 roku tajfunu Morakot były trzęsienia z 2009 (6,2) i 2010 (6,4) roku.
      Z kolei trzęsienie ziemi z 2010 roku, które zniszczyło Haiti, poprzedzały cztery cyklony, które półtora roku wcześniej nawiedziły wyspę w ciągu zaledwie miesiąca.
      Wdowinski wykazał też, że podobny mechanizm zależności opadów i trzęsień ziemi można zauważyć w przypadku wstrząsów o magnitudzie 5 stopni. Zaznacza przy tym, że jego uwagi dotyczą tylko tropikalnych aktywnych sejsmicznie regionów górskich.
      Naukowiec chce teraz przeanalizować dane z Japonii i Filipin, które również są regionami aktywnymi sejsmicznie, gdzie występują góry oraz obfite opady. 
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wilk workowaty (Thylacinus cynocephalus) został całkowicie wytępiony do 1936 roku, ponieważ Europejczycy uznali go za szkodnika atakującego owce. Marie Attard z Uniwersytetu Nowej Południowej Walii wykazała, że zwierzę miało za słabą żuchwę, by móc to naprawdę robić. Maksymalnie jego ofiary miały wielkość oposa.
      Nasze badanie zademonstrowało, że dość słaba żuchwa wilka workowatego ograniczała jego łupy do mniejszych, bardziej zwinnych zwierząt. To niezwykła cecha jak na dużego drapieżnika, biorąc pod uwagę znaczną masę ciała (30 kg) i mięsożerność. Odnośnie do zdolności chwytania ofiary tak dużej jak owca, najnowsze odkrycia sugerują, że sprawę mocno rozdmuchano.
      Fakt, że wilk nie radził sobie z większą zdobyczą, mógł przypieczętować jego tragiczny los i przyspieszyć wyginięcie. Kiedyś gatunek ten występował w całej Australii i Nowej Gwinei, ale do czasów przybycia Europejczyków zachował się już wyłącznie na Tasmanii. Jego habitaty dalej się kurczyły, zaczynało brakować jedzenia, a w dodatku ludziom płacono za jego zabijanie. Rząd Tasmanii zapewnił zwierzęciu ochronę dopiero w lipcu 1936 r., czyli na 2 miesiące przed śmiercią ostatniego T. cynocephalus (samicy) w zoo w Hobart.
      Australijczycy wykorzystali symulacje komputerowe, by zobrazować naprężenia powstające w czaszce m.in. podczas gryzienia, rozrywania i ciągnięcia. Stworzyli modele dotyczące wilka workowatego oraz dwóch największych żyjących nadal w Australazji drapieżników-torbaczy: diabła tasmańskiego i niełaza wielkiego.
      W porównaniu do innych torbaczy, podczas duszenia i gryzienia czaszka wilka workowatego podlegała o wiele większym naprężeniom. Możemy być dość pewni, że wilk musiał współzawodniczyć z innymi drapieżnikami-torbaczami o mniejsze ssaki, takie jak jamraje, walabie i oposy. Zwłaszcza wśród dużych drapieżników im bardziej wyspecjalizowany staje się gatunek, tym bardziej podatny jest na wyginięcie – podsumowuje dr Stephen Wroe.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Aktualizacja: artykuł opublikowany w piśmie „Nature", został różnie zinterpretowany przez media. Jednak pola do interpretacji nie pozostawiają słowa Jaspera Kirkby'ego, który stwierdził, że przeprowadzone przez niego i jego kolegów badania nie mówią nic o możliwym wpływie promieniowania kosmicznego na chmury i klimat, ale są bardzo ważnym pierwszym krokiem w zrozumieniu tego zagadnienia.
      Wstępne wyniki wykazały bowiem, że promieniowanie kosmiczne ma spory wpływ na nukleację, że wysokoenergetyczne protony przyczyniają się do co najmniej 10-krotnego zwiększenia tempa nukleacji aerozoli, jednak powstające w ten sposób cząsteczki są zbyt małe by mogły posłużyć za zaczątek chmur. Eksperyment wykazał, że na wysokości kilku kilometrów do procesu nukleacji wystarczają para wodna i kwas siarkowy, a proce ten jest znacznie przyspieszany promieniowaniem kosmicznym. Na wysokości do 1 kilometra nad ziemią konieczna jest jeszcze obecność amoniaku.
      Co najważniejsze, badania CLOUD pokazały, że para wodna, kwas siarkowy i amoniak, nawet "napędzane" promieniowaniem kosmicznym, nie wyjaśniają zachodzącego w atmosferze procesu formowania się areozoli. Stąd wniosek, że zaangażowane weń muszą być jeszcze inne składniki.
      Jak zatem widzimy, pierwsze rezultaty uzyskane w ramach prowadzonego przez CERN eksperymentu CLOUD - Cosmics Leving Outdoor Droplets - nie sugerują (jak wcześniej informowaliśmy) że obecne modele klimatyczne powinny być znacznie zmienione. Z badań wynika jedynie, że promieniowanie z kosmosu odgrywa znacznie większą niż przypuszczano rolę w nukleacji aerozoli, jednak nie oznacza to jeszcze, że czynniki te prowadzą do formowaniu się chmur nad naszą planetą.
      Odkrycie CERN-u wpisuje się w polityczną walkę o określenie przyczyn globalnego ocieplenia, dlatego też naukowcy starają się przedstawić tylko i wyłącznie wyniki badań i nie podawać ich interpretacji. Indukowana przez jony nukleacja objawia się ciągłą produkcją nowych cząsteczek, które trudno jest wyizolować w czasie obserwacji atmosfery, gdyż istnieje bardzo dużo zmiennych. Jednak zjawisko to zachodzi na masową skalę w troposferze - mówi Jasper Kirkby, fizyk z CERN-u.
      Naukowcy doszli do takich wniosków wykorzystując akcelerator Proton Synchotron do badania zjawiska nukleacji z użyciem różnych gazów i temperatur.
      Ojcem teorii o Słońcu jako pośredniej przyczynie globalnego ocieplenia, w którym rolę odgrywa interakcja wiatru słonecznego i promieniowania kosmicznego, jest duński fizyk Henrik Svensmark. Jego zdaniem Słońce to jeden z czterech czynników odpowiedzialnych za zmiany klimatyczne. Trzy pozostałe to wulkany, zmiany w stanie klimatu do których doszło w 1977 roku oraz emisja zanieczyszczeń przez człowieka.
      Doktor Kirkby, który opisał dokładnie tę teorię w 1998 roku mówił wówczas, że promieniowanie kosmiczne odpowiada prawdopodobnie za połowę lub nawet całość wzrostu temperatury na Ziemi w ciągu ostatnich 100 lat.
      Jak dotychczas nie udało się tej tezy udowodnić.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Testy wykazały, że arktyczne renifery reagują na bodźce świetlne z zakresu ultrafioletu. Biolodzy uważają, że ta niezwykła umiejętność pozwala im znajdować pokarm i unikać drapieżników w specyficznej atmosferze Arktyki, gdzie promieniowania UV nie brakuje, a  widoczność często bywa bardzo ograniczona (Journal of Experimental Biology).
      Naukowcom po raz pierwszy przeszło przez myśl, że renifery mogą widzieć ultrafiolet, kiedy ustalono, że promienie UV przechodzą przez soczewkę i rogówkę zwierzęcia. Podczas eksperymentów przepuszczano światło przez próbki tkanek. Okazało się, że oko renifera radzi sobie ze światłem o minimalnej długości fali ok. 350 nanometrów. Wyposażeni w tę wiedzę brytyjscy akademicy postanowili sprawdzić, czy u znieczulonego renifera wystąpi reakcja elektryczna siatkówki na promienie UV (gdyby wystąpiła, oznaczłoby to, że ssak widzi ultrafiolet).
      Posłużyliśmy się ERG (elektroretinografią), dzięki której umieszczając na wewnętrznej stronie powieki niewielki kawałek złotej folii, utrwaliliśmy elektryczną reakcję siatkówki na światło - wyjaśnia prof. Glen Jeffery z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego. W ten sposób udowodniono, że czopki, światłoczułe receptory siatkówki oka, rzeczywiście reagują na UV.
      Renifery żywią się porostami. Ponieważ organizmy te pochłaniają ultrafiolet, pasącym się zwierzętom mogą się one wydawać czarne. Dzięki tej samej umiejętności wilki, których futra także absorbują promienie UV, jawią się na tle śniegu jako ciemniejsze. Biolodzy podkreślają, że na tym nie koniec korzyści, bo w ramach widzenia UV i mocz staje się bardziej widoczny, co pozwala stwierdzić, że w pobliżu znajduje się inny renifer lub drapieżnik. Wszystko wskazuje na to, że widząc ultrafiolet, renifery nie doświadczają żadnego uszerbku na zdrowiu, nie cierpią np. na typową dla ludzi ślepotę śnieżną (jest to oparzenie siatkówki w okolicach plamki żółtej, wywołane promieniami światła widzialnego oraz światłem ultrafioletowym).
      W niedalekiej przyszłości ten sam zespół chce przeprowadzić testy na fokach. Prof. Jeffery sądzi bowiem, że wiele arktycznych zwierząt widzi ultrafiolet. W końcu nie ma dowodów na to, że niedźwiedzie polarne muszą się zmagać ze skutkami ślepoty śnieżnej...
×
×
  • Create New...