Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Autorzy najnowszych badań potwierdzili, że gazy cieplarniane... schładzają Antarktykę. Zjawisko to w żaden sposób nie stoi w sprzeczności z obserwowanym globalnym ociepleniem, a pokazuje jedynie, jak niezwykły jest południowy kontynent naszego globu.

Antarktyka to kontynent o największej średniej wysokości nad poziomem morza, która wynosi tam niemal 2300 metrów. Ponadto, pomimo olbrzymich mas lodu jest to pustynia, gdyż brak nad nią opadów. Jak mówi Sergio Sejas z NASA, główny autor najnowszych badań, to właśnie ten brak wilgotności powietrza nad Antarkyką to jedna z głównych przyczyn, dla których możemy tam obserwować „ujemny efekt cieplarniany”.

Jednym z najważniejszych gazów cieplarnianych jest para wodna. Co prawda gaz ten, w przeliczeniu na określoną jednostkę, wywiera mniejszy efekt cieplarniany niż dwutlenek węgla, jednak jako że pary wodnej jest w atmosferze znacznie więcej niż CO2, ogólny jej wpływ na efekt cieplarniany jest silniejszy. Gdy pary wodnej brakuje, tak jak ma to miejsce nad centralną Antarktyką, rzeczy mają się inaczej niż zwykle. Gdy jeszcze dodamy do tego inne zjawisko, mianowicie inwersję temperaturową, polegającą na tym, że wraz ze wzrostem wysokości rośnie też temperatura, całość staje na głowie.

Antarktyka to jedyne miejsce na Ziemi, którego powierzchnia jest chłodniejsza niż stratosfera, mówi fizyk atmosfery Justus Notholt z Uniwersytetu w Bremie. Temperatury na powierzchni kontynentu są zwykle o około 20 stopni niższe niż temperatury na wysokości kilkuset metrów nad nią.

Jak wyjaśnia Sejas, ta ciągła inwersja temperaturowa powoduje, że gazy cieplarniane emitują w przestrzeń kosmiczną więcej ciepła, niż przechwytują z Ziemi. Zjawisko to zauważono stosunkowo niedawno, ale dotychczas badano je wyłącznie w odniesieniu do CO2. Sejas i jego koledzy postanowili sprawdzić, w jaki sposób do tego „ujemnego efektu cieplarnianego” przyczynia się para wodna.

Jako, że – generalnie rzecz biorąc – dwutlenek węgla jest równomiernie rozłożony w atmosferze, część ciepła wyemitowanego przez CO2 z niższych partii atmosfery zostaje przechwycona przez dwutlenek węgla z wyższych partii. Jednak, jak się okazuje, zjawisko takie nie zachodzi w przypadku pary wodnej. Nad Antarktyką unosi się bardzo mało pary wodnej, a im wyżej, tym jest jej mniej. Tak więc ciepło wyemitowane przez parę wodną na niższych wysokościach bez przeszkód wędruje w stronę przestrzeni kosmicznej. Zjawisko takie ma miejsce przez 9 miesięcy w roku.

Naukowcy uważają, że zwiększająca się ilość gazów cieplarnianych w atmosferze nie będzie bez końca wzmacniała antarktycznego „ujemnego efektu cieplarnianego”. W końcu w stratosferze znajdzie się tyle pary wodnej, że i Antarktyka odczuje globalne ocieplenie w taki sposób, jak reszta planety.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Plankton morski, który stanowi podstawię wielu ekosystemów, wytwarza około połowy tlenu na Ziemi i reguluje poziom dwutlenku węgla w atmosferze, może być zagrożony wyginięciem wskutek ocieplania się klimatu. Do takich wniosków doszedł zespół pracujący pod kierunkiem doktorantki Sarah Trubovitz z University of Nevada w Reno. Wyniki badań zostały opublikowane na łamach Nature Communications.
      Z badań wynika, że najbardziej zagrożony jest plankton zamieszkujący okalające Antarktydę wody Oceanu Południowego. Naukowcy przyjrzeli się bardzo rozpowszechnionemu planktonowi z gromady promienic oraz ich reakcji na zmiany temperatury wody. Zbadali skamieniałości pochodzące z neogenu. To młodszy okres kenozoiku, trwający od 23 do 2,5 miliona lat temu. Dzieli się na miocen i pliocen.
      Przeprowadzone badania wykazały, że duże zmiany temperatury wody prowadziły do olbrzymich spadków bioróżnorodności polarnych promienic. Odkrycie to stoi w sprzeczności z dotychczasowymi przypuszczeniami mówiącymi, że w przeszłości, podczas dużych zmian temperatury, plankton migrował, by znaleźć odpowiednie dla siebie warunki. Okazuje się jednak, że najbardziej prawdopodobnym skutkiem ogrzewania się wód oceanicznych będzie wyginięcie wielu gatunków promienic.
      Obecnie w wodach Oceanu Południowego żyje około 100 gatunków promienic. Wiele z nich nie będzie w stanie przeżyć ocieplającego się klimatu. Wyginięcie tych promienic znacząco zmniejszy bioróżnorodność ekosystemów w oceanie na wysokich szerokościach geograficznych. Co więcej, prognozy przewidują, że w ciągu najbliższych 300 lat ocieplenie na tych szerokościach geograficznych będzie tak duże, jak duże było tam ochłodzenie w ciągu ostatnich 10 milionów lat. Jako, że zmiany te będą zachodziły tak szybko, w wyniku ewolucji nie powstaną nowe gatunki, które zdążą zastąpić te, które będą wymierały. Zbyt mało wiemy o interakcjach pomiędzy poszczególnymi gatunkami planktonu by przewidzieć, co dokładnie się stanie. Możemy jednak przypuszczać, że zniknięcie wielu gatunków promienic wywoła reakcję w całym łańcuchu pokarmowym ekosystemu morskiego, ostrzega Trubovitz.
      Młoda uczona rozpoczęła swoje badania z zamiarem stworzenia pierwszego kompletnego spisu tropikalnych promienic żyjących na przestrzeni 10 milionów lat pomiędzy neogenem a czwartorzędem. Podobny spis dotyczący polarnych promienic został stworzony w 2013 roku przed doktora Johana Renaudie. Wówczas to okazało się, że gdy Ziemia ochłodziła się przed milionami lat, z Oceanu Południowego zniknęło wiele gatunków promienic. Jednak Renaudie nie był w stanie stwierdzić czy – jak podejrzewali ekolodzy – promienice migrowały w cieplejsze regiony, czy też wyginęły.
      Trubovitz, korzystając z pomocy doktorów Paula Noble z University of Nevada oraz Dave'a Lazarusa z berlińskiego Muzeum Przyrody, rozpoczęła proces identyfikowania i katalogowania dziesiątków tysięcy skamieniałych promienic. Chciała sprawdzić, czy znajdzie wśród nich gatunki z regionów polarnych, których zniknięcie odnotował Renaudie.
      Przez rok Trubovitz stworzyła pierwszy kompletny katalog tropikalnych promienic. Odkryła przy tym nowe nieznane dotychczas gatunki. Później porównała swój katalog z katalogiem Renaudie'go i stwierdziła, że zdecydowana większość gatunków promienic, które zniknęły z regionów polarnych, nie występuje w obszarach cieplejszych. Promienice nie migrowały, a wyginęły.
      Byłam zaskoczona faktem, jak niewiele polarnych gatunków było w stanie skolonizować cieplejsze wody. Stało się tak, mimo że zmiany zachodziły powoli, przez miliony lat, a habitaty cieplejszych i chłodniejszych wód były ze sobą połączone prądami oceanicznymi. Spodziewaliśmy się, że więcej gatunków promienic wykorzysta te prądy, by – w obliczu ochładzającego się klimatu – przenieść się w obszary o odpowiadających im temperaturach. Okazuje się, że nie były w stanie tego zrobić i wyginęły, mówi uczona.
      Trubovitz i jej koledzy sprawdzili też, czy ochładzający się klimat spowodował spadek bioróżnorodności wśród tropikalnych gatunków promienic. Wiemy bowiem, że ochłodzenie dotknęło wówczas też tropików, chociaż w stosunkowo niewielkim stopniu. Spodziewaliśmy się, że wśród tropikalnych promienic zaobserwujemy podobny wzorzec reakcji co wśród promienic polarnych. Być może proporcjonalny do spadku temperatury, jakiego doświadczyły tropiki. Okazało się jednak, że nic takiego nie miało miejsca. Wydaje się zatem, że promienice są odporne na niewielkie zmiany, ale gdy zostanie przekroczona granica tolerancji, dochodzi wśród nich do znaczących spadków bioróżnorodności, dodaje.
      Badania te pokazują, że wiele gatunków polarnego planktonu jest szczególnie narażonych na wyginięcie. Prognozuje się bowiem, że bieguny mogą się ocieplić nawet o 7–10 stopni Celsjusza. Nie wiemy też, co taka zmiana oznacza dla promienic zamieszkujących regiony polarne. W badanym okresie zmiany temperatury na Ziemi nie wpłynęły na ich bioróżnorodność, jednak trzeba pamiętać, że mówimy tutaj o 10 milionach lat, zatem organizmy te miały czas, by do tych zmian się dostosować. W skali milionów lat promienice są w stanie poradzić sobie ze ociepleniem o 3 stopnie Celsjusza. Nie są zdolne reagować błyskawicznie, dodaje Trubovitz.
      Szczegóły badań zostały opublikowane w artykule Marine plankton show threshold extinction response to Neogene climate change.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W jednym z holenderskich browarów testowana jest właśnie niezwykła instalacja grzewcza, która nie emituje dwutlenku węgla do atmosfery. Wszystko dzięki temu, że zamiast węgla spalane jest w niej... żelazo.
      Próba podpalenie kawałka żelaza to karkołomne przedsięwzięcie, którego koszty nie są warte potencjalnych zysków. Jednak inaczej ma się sprawa z drobno sproszkowanym żelazem. Ono, po wymieszaniu z powietrzem, jest wysoce palne. Gdy spala się taką mieszaninę, dochodzi do utleniania żelaza. Gdy spalamy węgiel produktem utleniania tego pierwiastka jest szkodliwy dla atmosfery dwutlenek węgla. Gdy zaś spalamy żelazo, produktem utleniania jest Fe203, czyli.. rdza. Bardzo interesującą cechą rdzy jest fakt, że to ciało stałe, które bardzo łatwo odzyskać po procesie spalania. W ten oto sposób spalając drobno sproszkowane żelazo otrzymujemy jedyny odpad – rdzę – który bardzo łatwo się wychwytuje.
      Gęstość energetyczna żelaza wynosi 11,3 kWh/L czyli jest lepsza niż gęstość energetyczna benzyny. Znacznie gorzej ma się sprawa z energią właściwą. Ta wynosi jedynie 1,4 kWh/kg. To oznacza, że na określoną ilość energii żelazny proszek zajmuje nieco mniej miejsca niż benzyna, ale jest on niemal 10-krotnie cięższy. Sproszkowane żelazo nie przyda się więc do zasilania samochodów czy domów. Jedak może okazać się świetnym rozwiązaniem dla przemysłu.
      W przypadku wielu procesów przemysłowych energia elektryczna, którą możemy pozyskiwać m.in. z czystych źródeł, nie jest w stanie zapewnić odpowiedniego rodzaju energii cieplnej. Dlatego też naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego z Eindhoven od lat pracują nad wykorzystaniem żelaza w roli czystego paliwa. W ubiegłym miesiącu w jednym z browarów uruchomili testową instalację, w której spalane jest sproszkowane żelazo.
      Powstała w procesie spalania rdza może być ponownie wykorzystywana. Żelazo jest traktowane jak rodzaj akumulatora. Spalanie go rozładowuje, zamieniając żelazo w Fe203. Aby je ponownie załadować należy pozbawić ten związek tlenu, odzyskując żelazo, które można ponownie spalić.
      Żeby jednak cały proces był bezemisyjny, również odzyskiwanie żelaza powinno takie być. Dlatego też holenderscy naukowcy testują obecnie trzy sposoby na jego odzyskanie. Jeden z nich polega na przetransportowaniu rdzy taśmociągiem do pieca, gdzie w temperaturze 800–1000 stopni dodawany jest wodór. Tlenek żelaza zamienia się w żelazo, wodór zaś łączy z tlenem dając wodę. Minusem tej metody jest ponowne stapiania się sproszkowanego żelaza w jedną warstwę, którą należy zmielić. W drugiej metodzie wykorzystywany jest standardowy reaktor fluidalny. Również dodawany jest wodór, jednak cały proces odbywa się w temperaturze 600 stopni Celsjusza. Dzięki temu żelazo pozostaje w formie sproszkowanej, jednak jego odzyskiwanie trwa dłużej. Trzecia i ostatnia metoda polega na wdmuchiwaniu tlenku żelaza i wodoru do komory reaktora, w której panuje temperatura 1100–1400 stopni. Dzięki wdmuchiwaniu żelazo pozostaje w formie sproszkowanej. To może być najlepsza z trzech wymienionych technologii, jest jednak nowa, więc najpierw trzeba udowodnić, że działa.
      Oczywiście zarówno do wyprodukowania wodoru czy uzyskania odpowiedniej temperatury w reaktorze/piecu potrzebna jest energia. Jednak może być to energia elektryczna uzyskana z czystych źródeł.
      Można się zastanowić, dlaczego zamiast żelaza nie spalać po prostu wodoru. Problem w tym, że wodór jest bardzo trudny i niebezpieczny w transporcie. Jego przechowywanie również nie jest łatwe, wymaga wysokich ciśnień i niskich temperatur. Sproszkowane żelazo może być łatwo i długo przechowywane i bardzo łatwo jest je przewozić z olbrzymich ilościach np. koleją.
      Sproszkowane żelazo może więc w przyszłości zastąpić węgiel w wielu procesach przemysłowych. Będzie to wymagało przerobienia obecnych instalacji do spalania węgla na takie do spalania żelaza. Holenderscy naukowcy badają też, czy sproszkowane żelazo może posłużyć jako paliwo dla masowców, wielkich statków będących dużym źródłem emisji węgla z paliw kopalnych.
      Profesor Philip de Goey z Uniwersytetu Technologicznego w Eindhoven mówi, że ma nadzieję, iż w ciągu najbliższych 4 lat powstanie pierwsza 10-megawatowa instalacja przemysłowa do spalania sproszkowanego żelaza, a w ciągu 10 lat pierwsza elektrownia węglowa zostanie przerobiona na elektrownię na żelazo.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Unikalną aplikację komputerową, która pozwoli małym i średnim piekarniom zoptymalizować procesy technologiczne, a tym samym ograniczyć marnotrawienie żywności i emisję CO2, opracowuje międzynarodowy zespół ekspertów z udziałem naukowców z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.
      Aplikacja powstaje w ramach projektu PrO4Bake, finansowanego przez Wspólnotę Wiedzy i Innowacji w obszarze żywności EIT Food. Działania projektowe koordynuje Uniwersytet w Hohenheim (Niemcy) przy zaangażowaniu partnerów z przemysłu, m.in. firmy Siemens, oraz ośrodków naukowych z Polski, Danii, Szwecji, Hiszpanii i Włoch. Kilka tygodni temu PrO4Bake został nominowany do nagrody EIT Innovators Award 2020.
      To, co nazywane jest odpadem piekarniczym, jest niczym innym jak efektem nadprodukcji lub niesprzedania wyrobów przez piekarnię. W polskich piekarniach powstaje średnio do kilku ton odpadów piekarniczych w tygodniu. To nie tylko ogromne marnotrawstwo żywności, ale także niepotrzebne zużycie energii. W przeciwieństwie do wielkoskalowej produkcji przemysłowej, małe i średnie piekarnie mogą odpowiedzieć indywidualnie na preferencje lokalnej społeczności. Zaproponowana w projekcie PrO4Bake aplikacja pozwoli takim piekarniom nie tylko dostosować asortyment produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów, ale i zoptymalizować czas produkcji, efektywniej wykorzystać surowce i istniejące maszyny oraz wdrożyć energooszczędny proces produkcyjny. To z kolei pozwoli im zminimalizować ślad ekologiczny, zmniejszyć ilość generowanych odpadów, zużycie energii oraz emisję CO2.
      W pierwszym etapie realizacji projektu pobierane są dane z procesów produkcji we współpracujących piekarniach. W Polsce to zadanie realizuje Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, który gromadzi informacje udostępniane przez małe i średnie piekarnie w województwie warmińsko-mazurskim. Jednym z kluczowych elementów opracowania algorytmu dla aplikacji będą też kompleksowe badania konsumenckie, prowadzone we wszystkich krajach uczestniczących w projekcie. Analiza ta uwzględni wymagania i oczekiwania konsumentów związane m.in. z pogodą czy okresami świątecznymi oraz akceptacją dla zmian dostępności produktów w ciągu dnia. Wszystkie te czynniki zostaną przetworzone za pomocą nowoczesnych narzędzi obliczeniowych, m.in. algorytmów ewolucyjnych i technologii cyfrowych bliźniaków, które pozwolą ekspertom z firmy Siemens stworzyć optymalny prototyp gotowy do komercjalizacji.
      Opracowana aplikacja zostanie skomercjalizowana poprzez szereg szkoleń, tak aby umożliwić europejskim piekarniom dostosowanie asortymentu produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów i wyprodukowanie w piekarni tylko takiej ilości, która będzie sprzedawana, a tym samym utrzymanie na jak najniższym poziomie zarówno ilości odpadów, jak i zużycia energii – mówi dr hab. inż. Małgorzata Wronkowska, koordynator projektu w IRZiBŻ PAN.
      Projekt PrO4Bake rozpoczął się w 2020 roku i będzie trwał dwa lata.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Konrad Steffen, jeden z najwybitniejszych klimatologów, pionier badań nad wpływem zmian klimatu na Grenlandię, zginął w wypadku podczas wyprawy badawczej. Steffen był dyrektorem Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Badań nad Lasem, Śniegiem i Krajobrazem. Od ponad 40 lat zajmował się badaniami klimatu, skupiając się głównie na Arktyce i Antarktyce.
      Naukowiec zginął w wieku 68 lat w pobliżu stacji badawczej „Swiss Camp”, którą założył przed ponad 30 laty. Steffen wpadł do lodowej rozpadliny i utonął w lodowatej wodzie. Szczeliny takie stanowią poważna, znane ryzyko. Z powodu opadów śniegu i silnego wiatru uczony nie zauważył jednej z nich.
      Ryan R. Neely III, klimatolog z University of Leeds, który studiował pod kierunkiem Steffena mówi, że w regionie, w którym Szwajcar założył stację szczeliny nie występowały. Jednak globalne ocieplenie doprowadziło do tego, że zaczęły się pojawiać. Wygląda na to, że stał się ofiarą globalnego ocieplenia, dodał.
      Steffen każdej wiosny wracał do swojego obozu, by prowadzić tam badania. Czasami musiał go odbudowywać po ciężkiej zimie.
      Naukowiec urodził się w 1952 roku, a w 1984 obronił doktorat na słynnej ETH Zurich. W 1990 roku został profesorem klimatologii na University of Colorado w Boulder i dyrektorem Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES). W 2012 roku opuścił USA i przyjął posadę dyrektora Szwajcarskiego Federalnego Instytutu Badań nad Lasem, Śniegiem i Krajobrazem. Piastował też stanowisko profesora w ETH Zurich i Szwajcarskim Instytucie Technologicznym w Lozannie.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od ostatnich 30 lat Biegun Południowy ociepla się ponadtrzykrotnie szybciej niż średnia globalna, wynika z badań przeprowadzonych przez profesora Ryana Fogta i Kyle'a Clema z Ohio State University. Naukowcy informują, że ocieplanie to jest głównie powodowane przez naturalną zmienność klimatu i dodatkowo wzmacniane przez emisję gazów cieplarnianych.
      Clem, który obecnie pracuje na nowozelandzkim Victoria University, mówi, że zawsze pasjonowała go pogoda, jej potęga i nieprzewidywalność. Dzięki pracy z Ryanem nauczyłem się wszystkiego o klimacie Antarktyki i półkuli południowej. Przede wszystkim zaś dowiedziałem się wiele o Antarktyce Zachodniej, jego ocieplaniu się, topnieniu lodu i wzrostu poziomu oceanów. Antarktyka doświadcza jednych z największych ekstremów i zmienności pogodowych na planecie, a w powodu jej izolacji, bardzo niewiele o tym kontynencie wiemy. Co roku zaskakuje nas czymś nowym, mówi Clem.
      Wiemy, że przez cały XX wiek większość Antarktyki Zachodniej oraz Półwysep Antarktyczny ogrzewały się i dochodziło do utraty lodu. Jednocześnie zaś Biegun Południowy, znajdujący się w odległym wysoko położonym regionie, ochładzał się aż do lat 80. ubiegłego wieku. Od tamtej pory znacząco się ocieplił.
      Clem i jego zespół przeanalizowali dane ze stacji pogodowej na Biegunie Południowym oraz wykorzystali modele klimatyczne do zbadania mechanizmu ocieplania się wnętrza Antarktyki. Okazało się, że w latach 1989–2018 Biegun Południowy ocieplił się o 1,8 stopnia Celsjusza. Średnie tempo ogrzewania wynosiło więc 0,6 stopnia na dekadę, było więc trzykrotnie większe niż średnia globalna w tym czasie.
      Autorzy badań stwierdzili, że ogrzewanie się wnętrza Antarktyki jest spowodowane głównie przez tropiki, szczególnie zaś przez wysokie temperatury wód oceanicznych zachodniego Pacyfiku, które doprowadziły do zmiany rozkładu wiatrów na Południowym Atlantyku, przez co zwiększył się transport ciepłego powietrza nad Biegun Południowy. Te zmiany na południowym Atlantyku to, zdaniem uczonych, ważny mechanizm powodujący anomalie klimatyczne we wnętrzu Antarktyki.
      Zdaniem Clema i Fogta, ogrzewanie się wnętrza kontynentu, mimo iż sam mechanizm zmian jest naturalny, nie miałoby miejsca gdyby nie działalność człowieka. Naturalny mechanizm, czyli zmiana układu wiatrów u atlantyckich wybrzeży Antarktyki spowodowana przez temperatury wód na zachodnim Pacyfiku, został bowiem bardzo wzmocniony przez emisję gazów cieplarnianych, przez którą wody Pacyfiku są wyjątkowo gorące.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...