Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Chłodzący wpływ gazów cieplarnianych
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2022 roku w pobliżu Tonga na Pacyfiku doszło do erupcji podwodnego wulkanu Hunga Tonga–Hunga Haʻapai. Była to jedna z najpotężniejszych erupcji w czasach współczesnych. Do atmosfery trafiła olbrzymia ilość wody, więc naukowcy ogłosili, że prawdopodobnie przyczyni się to do przejściowego dodatkowego ogrzania powierzchni Ziemi. Obawy okazały się jednak bezzasadne. Opublikowane właśnie na łamach Nature badania pokazują, że nie tylko nie doszło do ogrzania planety, ale erupcja wulkanu spowodowała spadek temperatur na półkuli południowej o 0,1 stopnia Celsjusza.
Erupcje wulkaniczne, wyrzucając do atmosfery popiół, pył i różne gazy, zwykle przyczyniają się do przejściowego schłodzenia powierzchni planety. Tymczasem Hunga Tonga nie dostarczył do stratosfery zbyt dużej ilości aerozoli. Stwierdzono natomiast, że duża ilość wody, jaka trafiła do stratosfery, może przejściowo przyczynić się do niewielkiego zwiększenia temperatury na powierzchni planety, gdyż para wodna jest gazem cieplarnianym.
Okazuje się, że nic takiego się nie stało, a półkula południowa się ochłodziła. Badacze z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) i ich koledzy z Pennsylvannia State University i Vanderbilt University stwierdzili właśnie, że przyczyną takiego stanu rzeczy było uformowanie się mniejszych cząstek aerozoli zawierających siarkę, których wpływ chłodzący przeważył nad wpływem ocieplającym pary wodnej. Para wodna weszła w interakcje z dwutlenkiem siarki i innymi gazami w atmosferze – w tym z ozonem – w taki sposób, który nie zwiększył ocieplenia.
Naukowcy wykorzystali satelity do śledzenia pary wodnej, aerozoli siarczanowych i ozonu oraz ich wpływu na temperatury. Szczegółowe analizy pozwoliły określić, w jaki sposób erupcja zmieniła przepływ energii w atmosferze i wpłynęła na temperatury na powierzchni. Badacze dowiedzieli się, że natychmiast po erupcji doszło do strat energii netto w pobliżu tropopauzy. Aerozole, które powstały w wyniku wybuchu Hunga Tonga były o około 50% mniejsze niż te po erupcji Pinatubo, dzięki czemu lepiej blokowały światło słoneczne i schładzały atmosferę pomimo obecności dodatkowej pary wodnej. Zaskakujące informacje o chłodzącym wpływie tej erupcji uzyskano dzięki włączeniu do analizy wpływu ozonu i innych składników atmosfery, podczas gdy autorzy wcześniejszych badań skupiali się głównie na aerozolach siarczanowych i parze wodnej.
Z badań wynika, że erupcje wulkanów znajdujących się płytko pod wodą prowadzą do złożonych zmian w atmosferze. O ile półkula południowa się nieco ochłodziła, istnieją przesłanki by przypuszczać, że półkula północna uległa minimalnemu ogrzaniu przez parę wodną. Generalnie jednak w skali planety erupcja wywarła niewielki efekt chłodzący.
Główny wniosek z badań jest taki, że aerozole siarczanowe rzeczywiście przyczyniły się do niewielkiego ochłodzenia półkuli południowej. Część tego efektu chłodzącego spowodowana była faktem, że rozmiary aerozoli były optymalne jeśli chodzi o ich właściwości chłodzące. Stały się takie dzięki złożonym interakcjom chemicznym i mieszaniu się atmosfery, których do końca jeszcze nie rozumiemy. Nasze badania pokazują też, że próby zastosowania geoinżynierii do schłodzenia Ziemi mogą mieć liczne, nieprzewidziane konsekwencje, dodaje Gupta.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ponad dwa miesiące temu, 13 stycznia, od Lodowca Szelfowego Jerzego VI oderwała się góra lodowa A-84 (30x17 km). W tym czasie na pobliskim Morzu Bellingshausena, na pokładzie statku badawczego R/V Falkor (too), przebywał międzynarodowy zespół naukowy. Uczeni postanowili zmienić plany i skorzystać z nadarzającej się okazji, by zbadać odsłonięte dno morskie, do którego ludzkość po raz pierwszy zyskała dostęp. Na miejscu byli już 25 stycznia. To, co znaleźli wprawiło ich w zdumienie.
Nie spodziewaliśmy się znalezienia tam tak pięknego, kwitnącego ekosystemu. Biorąc pod uwagę rozmiary zwierząt uważamy, że żyją one w tym miejscu od dziesiątków, a może nawet od setek lat, zachwyca się doktor Patricia Esquete z Uniwersytetu w Aveiro w Portugalii.
Uczeni wykorzystali zdalnie sterowany pojazd podwodny ROV SuBastian i przez osiem dni badali dno. Odkryli rozwijające się ekosystemy do głębokości nawet 1300 metrów. Zauważyli wielkie koralowce i gąbki, które były domem dla licznych zwierząt, takich jak ośmiornice, ryby z rodziny białokrwistych i olbrzymie kikutnice (pająki morskie).
Życie pod lodowcami szelfowymi to dla nauki zagadka. Po raz pierwszy bogate ekosystemy zauważono tam w 2021 roku, gdy naukowcy z British Antarctic Survey wwiercili się pod Lodowiec Szelfowy Flichnera-Ronne'a. Ekosystemy żyjące w głębiach oceanów czerpią składniki odżywcze z tego, co opadnie z powierzchni. Tymczasem tutaj mówimy o ekosystemach istniejących w miejscach, nad którymi znajdują się setki metrów lodu, zatem całkowicie odciętych od wspomnianego źródła składników odżywczych. Nie można wykluczyć, że pod lodowce szelfowe pożywienie trafia wraz z prądami morskimi. Nauka wciąż jeszcze nie rozumie tego mechanizmu.
Nowo odsłonięte dno morskie daje okazję nie tylko do zbadania ekosystemu i geologii niedostępnych dotychczas terenów, ale pozwala też na poznanie przeszłości regionu, a zatem i wnioskowanie o jego przyszłości. Utrata lodu morskiego w Antarktyce jest istotnym elementem wzrostu poziomu oceanów. Nasze praca pozwala umieścić to we właściwym kontekście, przyczyniając się do udoskonalenia prognoz dotyczących przyszłości, wyjaśnia Sasha Montelli z University College London w Wielkiej Brytanii.
Naukowcy badali też wpływ wód z topniejących lodowców na właściwości fizyczne i chemiczne całego regionu. Wstępne dane wskazują, że mamy tam do czynienia z wysoką produktywnością biologiczną i obfitym wypływaniem wody z Lodowca Szelfowego Jerzego IV.
Badania prowadzone przez uczonych z R/V Falkor (too) to część globalnego program Challenger 150 przygotowanego przez Międzyrządową Komisję Oceanograficzną UNESCO. Jego celem jest zbadanie biologii głębokich partii oceanów. Naukowcy byli tam, by badać dno morskie i ekosystemy na styku lodu i morza. Znaleźli się we właściwym miejscu i czasie, gdy oderwała się góra lodowa, co dało okazję do przeprowadzenia unikatowych badań, mówi doktor Jyotika Virmani ze Schmidt Ocean Institute, do którego należy R/V Falkor (too).
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Niewykluczone, że w obliczu zmian klimatycznych ludzkość będzie musiała im zapobiegać poprzez takie działania jak np. rozpylanie w atmosferze dwutlenku siarki, który blokując dostęp promieni słonecznych pozwoli na schłodzenie powierzchni planety. Autorzy badań nad wpływem geoinżynierii na klimat ostrzegają, że nagłe zaprzestanie praktyk geoinżynieryjnych może być niezwykle niebezpieczne.
Wyniki badań, których autorami są profesor Alan Robock, Lili Xia i Brain Zambri z Rutgers University oraz ich koledzy z University of Maryland, Yale University i Stony Brook University, zostały opublikowane w piśmie Nature Ecology & Evolution.
Szybkie ocieplenie następujące po zaprzestaniu działań geoinżynieryjnych byłoby olbrzymim zagrożeniem dla środowiska naturalnego i bioróżnorodności. Jeśli działania geoinżynieryjne zostaną nagle przerwane, będzie to miało katastrofalny wpływ. Musimy więc być pewni, że działania takie możemy kończyć stopniowo, mówi profesor Robock.
Rozpylanie dwutlenku siarki w górnych warstwach atmosfery jest najbardziej popularnym z pomysłów na geoinżynierię. Siarka spowoduje formowanie się chmur, które zablokują promienie słoneczne. Jednak po zaprzestaniu takich działań chmury znikną w ciągu roku lub dwóch, dlatego też samoloty rozpylające siarkę musiałyby latać praktycznie nieprzerwanie.
Naukowcy zbadali scenariusz, w którym rozpylono tyle dwutlenku siarki, iż doprowadziło to do umiarkowanego schłodzenia Ziemi, a następnie zaprzestano takich działań. Na potrzeby symulacji przyjęli, że w latach 2020 – 2070 samoloty rozpylały każdego roku na równiku 5 milionów ton dwutlenku siarki. Takie działania powinny doprowadzić do równego rozłożenia się chmur na obu półkulach i obniżenia temperatury Ziemi o około 1 stopień Celsjusza. Z badań wynika jednak, że jeśli działania takie zostałyby nagle zaniechane, to dojdzie do 10-krotnie szybszego ocieplenia, niż gdyby w ogóle nie prowadzono geoinżynierii.
Uczeni postanowili też sprawdzić, jak szybko musiałyby przemieszczać się organizmy, by przetrwać takie tempo ocieplenia. Problem w tym, że w wielu przypadkach trzeba się przemieszać w jednym kierunku, by odnaleźć temperatury podobne do tych, do jakich dany organizm jest przyzwyczajony, a w innym kierunku, by odnaleźć odpowiednią ilość opadów. Rośliny w ogóle nie są w stanie przemieszczać się w odpowiednim tempie. Niektórym zwierzętom może się do udać, innym nie.
Profesor Robock zauważa też, że rezerwaty czy parki narodowe stanowią obecnie schronienie dla wielu gatunków roślin i zwierząt. W warunkach gwałtownego ocieplania się, nawet jeśli dany gatunek będzie przemieszczał się odpowiednio szybko, może nie znaleźć poza obszarami chronionymi miejsca, gdzie będzie mógł przebywać i gdzie zdobędzie pożywienie.
Jednym z zaskakujących wyników symulacji było stwierdzenie, że jeśli nagle zakończymy działania geoinżynieryjne, to El Niño może tak ogrzać tropikalne obszary Pacyfiku, że spowoduje to katastrofalne susze w Amazonii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Po raz pierwszy udało się oszacować globalną ilość siarki emitowanej przez oceany. Badania przeprowadzone przez międzynarodowy zespół naukowy z Anglii, Hiszpanii, Indii, Argentyny, Chin, Francji i USA wykazały, że emitując siarkę, wytwarzaną przez organizmy żywe, oceany schładzają klimat bardziej, niż dotychczas przypuszczano. Szczególnie jest to widoczne nad Oceanem Południowym.
Z artykułu opublikowanego na łamach Science Advances dowiadujemy się, że oceany nie tylko przechwytują i przechowują energię cieplną ze Słońca, ale również wytwarzają gazy, które mają natychmiastowy bezpośredni wpływ na klimat, na przykład powodują, że chmury są jaśniejsze i lepiej odbijają promieniowanie cieplne. Autorzy badań skupili się przede wszystkim na metanotiolu (MeSH). To gaz o wzorze chemicznym CH3SH.
Emitowany przez oceany siarczek dimetylu to ważne źródło aerozoli ochładzających klimat. Jednak w oceanach większość siarki pochodzącej z organizmów żywych nie zmienia się w siarczek dimetylu, ale w metanotiol. Gaz ten, ze względu na duża reaktywność, trudno jest jednak zarejestrować, stąd też jego wpływ na klimat pozostawał nieznany.
Autorzy nowych badań stworzyli bazę danych dotyczącą koncentracji MeSH w wodzie morskiej, zidentyfikowali czynniki statystyczne pozwalające na określenia ilości MeSH i opracowali mapę miesięcznych emisji tego związku, dodając je do emisji siarczku dimetylu.
Dzięki temu dowiedzieli się, że nad Oceanem Południowym emisje MeSH zwiększają o 30–70 procent ilość aerozoli zawierających siarkę, wzmacniają więc wywierany przez ten pierwiastek efekt chłodzący, jednocześnie pozbawiają atmosferę utleniaczy, co z kolei zwiększa czas trwania dimetylu siarki, pozwalając na jego transport na większe odległości.
Odkrycie to jest znaczącym rozwinięciem jednej z najważniejszych teorii dotyczących roli oceanów w regulowaniu klimatu na Ziemi.
Opracowana przed 40 lat teoria mówiła, że plankton żyjący na powierzchni oceanów wytwarza siarczek dimetylu, który po trafieniu do atmosfery ulega utlenieniu, tworząc aerozole. Aerozole te odbijają część promieniowania słonecznego z powrotem w przestrzeń kosmiczną, zmniejszając w ten sposób ilość ciepła docierającego do powierzchni planety. Ich wpływ chłodzący zostaje wzmocniony, jeśli wejdą w skład chmur. Nowe badanie pokazuje, w jaki sposób pomijany dotychczas MeSH wpływa na cały ten proces, wzmacnia go oraz jak ważne dla klimatu są aerozole zawierające siarkę. A skoro sama natura zawiera tak silne mechanizmy chłodzące, tym bardziej pokazuje to, jak wielki wpływ na atmosferę wywołuje działalność człowieka.
To ten element klimatu, który ma największy wpływ chłodzący, a który jest najsłabiej rozumiany. Wiedzieliśmy, że metanotiol jest emitowany przez oceany, ale nie wiedzieliśmy, jak duża jest to emisja i gdzie do niej dochodzi. Nie wiedzieliśmy też, że ma tak silny wpływ na klimat. Modele klimatyczne znacząco przeceniają wpływ promieniowania słonecznego na Ocean Południowy, w dużej mierze dlatego, że nie są w stanie prawidłowo symulować wpływu chmur. Nasze prace częściowo wypełniają tę lukę, stwierdzają badacze.
Główny autor badań, Charel Wohl z barcelońskiego Institut de Ciències del Mar dodaje, że poznanie wielkości emisji MeSH pozwoli na lepsze reprezentowanie chmur nad Oceanem Południowym i stworzenie modeli lepiej przewidujących ich wpływ chłodzący.
Dzięki poznaniu ilości emitowanego metanotiolu, dowiadujemy się, że średnia roczna emisja siarki ze znanych źródeł oceanicznych jest o 25% wyższa, niż sądzono. Gdy dane te dodano do najlepszych modeli klimatycznych, okazało się, że wpływ tej emisji jest znacznie bardziej widoczny na półkuli południowej, na której powierzchnia oceanu jest większa, a ludzka aktywność mniejsza.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.