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
      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
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Oceany są tak czułe na poziom dwutlenku węgla w atmosferze, że zmniejszenie jego emisji szybko prowadzi do mniejszego pochłaniania go przez wodę. Autorzy najnowszych studiów uważają, że w bieżącym roku oceany pochłoną mniej CO2, gdyż w związku z epidemią COVID-19 ludzkość mniej go wyemitowała.
      Galen McKinley z należącego do Columbia University Lamont-Doherty Earth Observatory uważa, że w bieżącym roku oceany nie będą kontynuowały obserwowanego od wielu lat trendu, zgodnie z którym każdego roku pochłaniają więcej węgla niż roku poprzedniego. Nie zdawaliśmy sobie sprawy z tego zjawiska, dopóki nie przeprowadziliśmy badań na temat wymuszania zewnętrznego. Sprawdzaliśmy w ich ramach, jak zmiany wzrostu koncentracji atmosferycznego dwutlenku węgla wpływają na zmiany jego pochłaniania przez ocean. Uzyskane wyniki nas zaskoczyły. Gdy zmniejszyliśmy emisję i tempo wzrostu koncentracji CO2, oceany wolniej go pochłaniały.
      Autorzy raportu, którego wyniki opublikowano właśnie w AGU Advances, chcieli sprawdzić, co powoduje, że w ciągu ostatnich 30 lat oceany pochłaniały różną ilość dwutlenku węgla. Takie badania pozwalają lepiej przewidywać zmiany klimatyczne i reakcję oceanów na nie.
      Oceany są tym środowiskiem, które absorbuje największą ilość CO2 z atmosfery. Odgrywają więc kluczową rolę w ochronie planety przed ociepleniem spowodowanym antropogeniczną emisją dwutlenku węgla. Szacuje się, że oceany pochłonęły niemal 40% całego CO2 wyemitowanego przez ludzkość od początku epoki przemysłowej. Naukowcy nie rozumieją jednak, skąd bierze się zmienne tempo pochłaniania węgla. Od dawna zastanawiają się np., dlaczego na początku lat 90. przez krótki czas pochłaniały więcej CO2, a później tempo pochłaniania zwolniało do roku 2001.
      McKinley i jej koledzy wykorzystali różne modele za pomocą których sprawdzali i analizowali różne scenariusza pochłaniania dwutlenku węgla i porównywali je z tym, co działo się w latach 1980–2017. Okazało się, że zmniejszenie pochłaniania dwutlenku węgla w latach 90. najlepiej można wyjaśnić przez zmniejszenie jego emisji. W tym bowiem czasie z jednej strony poprawiono wydajność procesów przemysłowych i doszło do upadku ZSRR, a gospodarki jego byłych satelitów przeżywały poważny kryzys. Stąd spowolnienie pochłaniania w latach 90. Skąd zaś wzięło się krótkotrwałe przyspieszenie tego procesu na początku lat 90? Przyczyną była wielka erupcja wulkanu Pinatubo na Filipinach z roku 1991.
      Jednym z kluczowych odkryć było stwierdzenie, że takie wydarzenia jak erupcja wulkanu Pinatubo mogą odgrywać ważną rolę w zmianach reakcji oceanów na obecność węgla w atmosferze, wyjaśnia współautor badań Yassir Eddebbar ze Scripps Institution of Oceanography.
      Erupcja Pinatubo była drugą największą erupcją wulkaniczną w XX wieku. Szacuje się, że wulkan wyrzucił 20 milionów ton gazów i popiołów. Naukowcy odkryli, że z tego powodu w latach 1992–1993 oceany pochłaniały więcej dwutlenku węgla. Później ta ilość zaczęła spadać i spadała do roku 2001, kiedy to ludzkość zwiększyła emisję, co pociągnęło za sobą też zwiększenie pochłaniania przez oceany.
      McKinley i jej zespół chcą teraz bardziej szczegółowo zbadać wpływ Pinatubo na światowy klimat i na oceany oraz przekonać się, czy rzeczywiście, zgodnie z ich przewidywaniami, zmniejszenie emisji z powodu COVID-19 będzie skutkowało zmniejszeniem pochłaniania CO2.
      Uczona zauważa, że z powyższych badań wynika jeszcze jeden, zaskakujący wniosek. Gdy obniżymy antropogeniczną emisję dwutlenku węgla, oceany będą mniej go wchłaniały, więc nie będą kompensowały emisji w tak dużym stopniu jak w przeszłości. Ten dodatkowy, niepochłonięty przez oceany, węgiel pozostanie w atmosferze i przyczyni się do dodatkowego ocieplenia.
      Musimy przedyskutować ten mechanizm. Ludzie muszą rozumieć, że po obniżeniu emisji nastąpi okres, gdy i ocean obniży swoją efektywność jako miejsce pochłaniania węgla, mówi McKinley.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...