Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Metan z Oceanu Arktycznego
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Metan to od setek lat jedno z najpoważniejszych zagrożeń w górnictwie. Dzięki postępowi technologicznemu potrafimy go wykrywać i odprowadzać z kopalń. To jednak rodzi kolejny problem – emisję metanu, niezwykle silnego gazu cieplarnianego, do atmosfery. Tymczasem w UE trwają prace nad rozporządzeniem zakazującym takiej emisji. Czy to oznacza konieczność zamknięcia kopalń metanowych? Niekoniecznie. Potrzeba okazała się matką wynalazku i polscy naukowcy opracowali VAMPIRE, przełomową instalację, która przekształca metan w tak przydatny w kopalni... chłód.
Technologia VAMPIRE została stworzona przez Centrum Promocji i Transferu Technologii dzięki funduszom z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju (NCBR). Działa ona w oparciu o modułowy reaktor katalityczny przekształcający metan z powietrza wentylacyjnego kopalni w energię, wykorzystywaną do klimatyzowania regionów, w których prowadzone jest wydobycie. Reaktor jest dziełem naukowców z Wydziału Chemii Uniwersytetu Jagiellońskiego, którzy pracowali pod kierunkiem prof. Joanny Profic-Paczkowskiej i dr. inż. Romana Jędrzejczaka. Drugim z niezbędnych elementów jest absorber zbudowany przez firmę DPMTech, który przekształca gorące powietrze z reaktora w tzw. wodę lodową zasilającą urządzenia klimatyzacyjne.
Niezwykle ważnym elementem jest tutaj modułowa budowa całej instalacji, która musi zmieścić się w korytarzach kopalni, być łatwa w transporcie i montażu. Modułowy jest też sam reaktor, umożliwiający bezpieczne spalanie metanu w niskiej temperaturze. Dzięki takiej budowie można go składać jak z klocków, by osiągnąć wymaganą wydajność przetwarzania powietrza wentylacyjnego.
Prototypową instalację VAMPIRE przetestował Główny Instytut Górnictwa – Państwowy Instytut Badawczy Kopalnia Doświadczalna „Barbara”. Testy wykazały, że pozwala ona na ograniczenie emisji metanu i wykorzystanie go do poprawienia mikroklimatu w wyrobiskach.
« powrót do artykułu -
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
Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Riverside (UC Riverside) dokonali niespodziewanego odkrycia. Silny gaz cieplarniany, metan, nie tylko ogrzewa Ziemię, ale i... ją ochładza. Nowo odkrytego zjawiska nie uwzględniono jeszcze w modelach klimatycznych.
Gazy cieplarniane tworzą w atmosferze Ziemi warstwę przypominającą koc, która blokuje promieniowanie długofalowe, przez co utrudnia wypromieniowywanie ciepła przez planetę ogrzewaną przez Słońce. To prowadzi do wzrostu temperatury na powierzchni. Naukowcy z UC Riverside zauważyli niedawno, że znajdujący się w atmosferze metan absorbuje krótkofalowe promieniowanie ze Słońca. To powinno ogrzewać planetę. Jednak – wbrew intuicji – absorpcja promieniowania krótkofalowego prowadzi do takich zmian w chmurach, które mają niewielki efekt chłodzący, mówi profesor Robert Allen. Na podstawie przygotowanego modelu komputerowego naukowcy obliczyli, że dzięki temu efektowi chłodzącemu metan kompensuje ok. 30% swojego wpływu ocieplającego.
Z tym zjawiskiem wiąże się też drugi, niespodziewany, mechanizm. Metan zwiększa ilość opadów, ale jeśli weźmiemy pod uwagę jego efekt chłodzący, to ten wzrost opadów powodowany przez metan jest o 60% mniejszy, niż bez efektu chłodzącego.
Oba rodzaje energii, długofalowa z Ziemi i krótkofalowa ze Słońca, uciekają z atmosfery w większej ilości niż są do niej dostarczane. Atmosfera potrzebuje więc mechanizmu kompensującego ten niedobór. A kompensuje go ciepłem uzyskiwanym z kondensującej się pary wodny. Ta kondensacja objawia się w opadach. Opady to źródło ciepła, dzięki któremu atmosfera utrzymuje równowagę energetyczną, mówi Ryan Kramer z NASA. Jednak metan zmienia to równanie. Zatrzymuje on w atmosferze energię ze Słońca, przez co atmosfera nie musi pozyskiwać jej z opadów. Ponadto absorbując część energii metan zmniejsza jej ilość, jaka dociera do powierzchni Ziemi. To zaś zmniejsza parowanie. A zmniejszenie parowania prowadzi do zmniejszenia opadów.
Odkrycie to ma znaczenie dla lepszego zrozumienia wpływu metanu i być może innych gazów cieplarnianych na klimat. Absorpcja promieniowania krótkofalowego łagodzi ocieplenie i zmniejsza opady, ale ich nie eliminuje, dodaje Allen.
W ostatnich latach naukowcy zaczęli bardziej interesować się wpływem metanu na klimat. Emisja tego gazu rośnie, a głównymi jego antropogenicznymi źródłami są rolnictwo, przemysł i wysypiska odpadów. Istnieje obawa, że w miarę roztapiania się wiecznej zmarzliny, uwolnią się z niej olbrzymie ilości metanu. Potrafimy dokładnie mierzyć stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze. Musimy jak najlepiej rozumieć, co te wartości oznaczają. Badania takie jak te prowadzą nas do tego celu, mówi Ryan Kramer.
« 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
Gdy piorun uderzy w samolot, pilot powinien jak najszybciej wylądować, by można było sprawdzić ewentualne uszkodzenia maszyny. Na pierwszym planie jest tutaj stawiane bezpieczeństwo, jednak bardzo często maszyna wychodzi z takiego zdarzenia bez szwanku, a cała procedura powoduje spore koszty i opóźnienia.
Najnowsze badania sugerują, że najlepszym sposobem na zmniejszenie ryzyka uderzenia pioruna w samolot może być... dodanie ładunku elektrycznego na jego powierzchni.
Podczas lotu na powierzchni samolotu gromadzą się dodanio lub ujemnie naładowane jony. Szczególnie dużo gromadzi się ich na dziobie, końcówkach skrzydeł i statecznika. Jeśli pojawi się duża różnica w ładunkach zanim samolot wleci w naładowany obszar atmosfery, jony mogą przepłynąć wzdłuż poczycia i zamknąć obwód z chmurami prowadząc do pojawienia się wyładowania.
W 2018 roku inżynier Carmen Guerra-Garcia z MIT i jej sudent Colin Pavan, przeprowadzili obliczenia, z których wynikało, że aby zapobiec takim wydarzeniom należy dodać do poszycia samolotu ujemne ładunki elektryczne. Teraz oboje przetestowali model samolotu z umieszczonym na pokładzie generatorem. Badali swój model w różnych warunkach, sprawdzając, jak rozkładają się ładunki elektryczne i co się z nimi dzieje.
Badania potwierdziły, że przepływ jonów prowadzi do zainicjowania wyładowań elektrycznych. Potwierdziły też, że dodanie ujemnych ładunków pomaga w uniknięciu takich zjawisk.
Naładowanie samolotu brzmi jak pomysł szaleńca, ale dodanie ładunków ujemnych zapobiega gromadzeniu się ładunków dodatnich, co z kolei może zapobiec pojawieniu się wyładowania, mówi inżynier Pavlo Kochkin z Uniwersytetu w Bergen. Od lat zajmuje się on problematyką wyładowań elektrycznych na powierzchni samolotów. Teraz, zainspirowany badaniami naukowców z MIT, tworzy specjalny symulator, w którym uwzględni różne poziomy naelektryzowania powietrza i zawartość pary wodnej.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.