Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Im większe miasto, tym efektywniejsze zużycie wody

Rekomendowane odpowiedzi

Rosnąca liczba ludności wywiera coraz większy wpływ na środowisko naturalne. Szczególnym wyzwaniem jest zapewnienie odpowiednich zasobów rozrastającym się miastom, których zapotrzebowanie na surowce naturalne jest olbrzymie. Okazuje się, że zwiększenie liczby mieszkańców miasta może prowadzić do lepszego wykorzystywania zasobów. Do takich wniosków doszli naukowcy z Pennsylvania State University, którzy przeanalizowali sposób użycia wody w 65 amerykańskich miastach. Badali miejscowości od średnich rozmiarów po wielkie światowe metropolie.

Organizacja życia człowieka na naszej planecie nigdy nie była bardziej złożona. Jesteśmy powiązani niezwykłą liczbą zależności światowego handlu i gospodarki. Mieszkańcy wsi kupują żywność przywożoną z drugiego końca kuli ziemskiej. Dlatego też potrzebujemy nowych złożonych narzędzi do analizowania sposobu, w jaki wykorzystujemy surowce naturalne, mówi inżynier profesor Caitlin Grady.

Aby stworzyć narzędzia analityczne o których mowa, naukowcy musieli najpierw lepiej zrozumieć, w jaki sposób miasta wykorzystują wodę. Przyjrzeliśmy się sposobowi wykorzystywania wody. Nie tylko temu, jak woda trafia do kranów w domach, ale jak trafia do żywności, którą każde z miast produkuje i konsumuje. Przeanalizowaliśmy zarówno bezpośrednie jak i pośrednie użycie wody. Nasz ślad wodny, dodaje uczona.

Naukowcy wykorzystali dane Departamentu Rolnictwa, Transportu i Służby Geologicznej na temat zaobów wody, przeanalizowali jej użycie przez rolnictwo, hodowlę i przemysł. Okazało się, że w przeliczeniu na głowę mieszkańca, większe miasta zużywają mniej wody.

W miarę, jak wzrasta populacja miasta, zmniejsza się konsumpcja wody w przeliczeniu na mieszkańca. Największe miasta są pod tym względem najbardziej efektywne, mówi Grady.

Konsumpcja wody i jej zużycie do produkcji są powiązane ze strukturą gospodarczą miasta, która zmienia się w miarę jego wzrostu. To sugeruje, że większe miasta są bardziej zorientowane na usługi, a spada w nich znaczenie przemysłu. To pozwala wielkim miastom na zmniejszenie ich śladu wodnego poprzez przekierowanie aktywności wymagających zużycia dużych ilości wody do terenów słabiej zaludnionych, wyjaśnia doktorant Tasnuva Mahjabin.

Zauważono też wyjątki. Nowy Orlean ma znacznie większą konsumpcję wody niż wskazywałaby na to jego wielkość, a z kolei zużycie wody w Los Angeles jest znacznie poniżej średniej dla tej wielkości miast.

W przyszłości uczeni chcą rozwinąć swój model tak, by pozwalał na analizę większej liczby danych, na przykład, by mógł posłużyć do obliczenia ilości wody zużywanej do produkcji i dostaw energii elektrycznej czy stabilności systemu dostaw wody.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Wyjątkowa baza 2400 stanowisk archeologicznych obejmujących dzieje człowieka od 3 milionów lat temu do 20 000 lat temu obejmuje ponad 100 starych kultur i opisuje wyniki 150 lat prac archeologicznych. Jest ona dziełem naukowców z centrum badawczego ROCEEH (The Role of Culture in Early Expansions of Humans), którzy skompilowali olbrzymią liczbę informacji i umieścili je w jednej ogólnodostępnej bazie danych.
      ROAD (ROCEEH Out of Africa Database) to jeden z największych zbiorów danych dotyczących archeologii, antropologii, paleontologii i botaniki, wyjaśnia doktor Andrew Kandel z Uniwersytetu w Tybindze. W sposób jednorodny pod względem geograficznym i chronologicznym połączono informacje o zabytkach kultury, szczątkach człowieka i jego przodkach, pozostałościach zwierząt i roślin. W ten sposób powstało narzędzie, które pomaga w analizie wielu różnych aspektów ewolucji człowieka.
      Baza ROAD to wynik 15 lat pracy naukowców, którzy przeanalizowali ponad 5000 publikacji w wielu językach, w tym w angielskim, chińskim, francuskim, włoskim czy portugalskim. Powstała w ten sposób łatwa w użyciu interaktywna mapa stanowisk archeologicznych. Użytkownik może na jej podstawie tworzyć też własne mapy obejmujące konkretne kultury, obszary geograficzne czy okresy historyczne.
      Naukowcy mogą zadawać ROAD zaawansowane zapytania, dzięki którym sprawdzą na przykład, obecność konkretnej kategorii kamiennych narzędzi w Afryce czy dystrybucję konkretnych gatunków zwierząt w interesujących ich okresach, jak chociażby podczas wycofywania się lądolodu. Takie zapytania dostarczą naukowcom olbrzymiej ilości danych, które później mogą wykorzystać do dalszej pracy za pomocą zaawansowanych metod wizualizacji czy analizy, mówi Kandel.
      Baza pokazuje tez, że znaczna część naszej wiedzy pochodzi z bardzo niewielu dobrze przebadanych regionów, jak Afryka Południowa i Wschodnia, Europa czy Azja Centralna i Wschodnia. Większa część obszarów planety to archeologiczna biała plama. Badanie tych obszarów może przynieść w przyszłości niezwykle ekscytujące odkrycia.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Rezerwat Balamkú to biała plama na mapie archeologii. Obszar o powierzchni 3000 km2, ograniczony od południa autostradą Chetumal-Escarcega jest bardzo słabo rozpoznany pod względem archeologicznym. W marcu na północy regionu Balamkú specjaliści z University of Houston rozpoczęli rozpoznanie lotnicze prowadzone za pomocą systemu LIDAR. Wykazało ono, że istnieją tam nieznane dotychczas prehiszpańskie struktury. Doktor Ivan Ṡprajc ze Słoweńskiej Akademii Nauk zorganizował misję badawczą, która odkryła miasto Majów.
      Miejscowość, nazwana Ocomtún, czyli „Kamienna Kolumna” w języku Majów z Jukatanu, znajduje się na wyniesieniu terenu otoczonym rozległymi mokradłami. Jej centrum z monumentalnymi budowlami zajmuje ponad 50 hektarów (0,5 km2). Dotychczas zidentyfikowano tam liczne duże budynki, w tym piramidy o wysokości ponad 15 metrów. Było to ważne regionalne centrum, które istniało prawdopodobnie w epoce klasycznej (250–1000). Najliczniejsze fragmenty ceramiki, jakie dotychczas zebraliśmy pochodzą z późnego okresu klasycznego (600–800), jednak dopiero analizy próbek zdradza nam coś więcej na temat historii tego miejsca, mówi Ṡprajc.
      Naukowcy zauważyli liczne cylindryczne kolumny, które stanowiły fragment wejść do wyższych kondygnacji budynków, a Ṡprajc zwraca uwagę na południowo-wschodnią część centrum, w której znajdują się trzy place, budynki i liczne tarasy. "Pomiędzy dwoma głównymi placami znajduje się kompleks złożony z niskich długich struktur ułożonych niemal w koncentryczne kręgi. Jest tam też boisko do gry", opisuje ten fragment miast uczony. Kompleks z południowego-wschodu jest połączony groblą z częścią północno-zachodnią, w której znajdują się największe budowle. Widzimy tam kwadratowy plac o boku długości 80 metrów i wysokości 10 metrów, a w jego północnej części znajduje się piramida o wysokości 25 metrów.
      Ze wstępnych badań wynika, że w schyłkowym okresie klasycznym (800–1000) w Ocomtún zaszły poważne zmiany. Świątynie wybudowane wówczas w centrum placów i tarasów powstały z materiału pozyskanego z otaczających je budynków. To odzwierciedlenie zmian ideologicznych, społecznych i demograficznych okresu kryzysów, które przed X wiekiem doprowadziły do upadku złożonych organizmów społeczno-litycznych i załamania populacji na centralnych nizinach zamieszkanych przez Majów.
      W bliższej i dalszej okolicy znaleziono też inne struktury o charakterze podobnym do Ocomtún: schody, monolityczne kolumny i brak zabytków z inskrypcjami. Ocomtún znajduje się o 36 kilometrów na północny-zachód od Nadzcaan, odkrytego w 1993 roku.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Ponad połowa największych jezior na świecie traci wodę, wynika z badań przeprowadzonych przez międzynarodowy zespół naukowy z USA, Francji i Arabii Saudyjskiej. Przyczynami tego stanu rzeczy są głównie globalne ocieplenie oraz niezrównoważona konsumpcja przez człowieka. Jednak, jak zauważają autorzy badań, dzięki opracowanej przez nich nowej metodzie szacunku zasobów wody, trendów oraz przyczyn jej ubywania, można dostarczyć osobom odpowiedzialnym za zarządzanie informacji, pozwalającymi na lepszą ochronę krytycznych źródeł wody.
      Przeprowadziliśmy pierwsze wszechstronne badania trendów oraz przyczyn zmian ilości wody w światowych jeziorach, wykorzystując w tym celu satelity oraz modele obliczeniowe, mówi główny autor badań, Fangfang Yao z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Boulder (CU Boulder). Mamy dość dobre informacje o słynnych jeziorach, jak Morze Kaspijskie, Jezioro Aralskie czy Salton Sea, jeśli jednak chcemy dokonać szacunków w skali globalnej, potrzebujemy wiarygodnych informacji o poziomie wód i objętości jeziora. Dzięki tej nowej metodzie możemy szerzej spojrzeć na zmiany poziomu wód jezior w skali całej planety, dodaje profesor Balaji Rajagopalan z CU Boulder.
      Naukowcy wykorzystali 250 000 fotografii jezior wykonanych przez satelity w latach 1992–2020. Na ich podstawie obliczyli powierzchnię 1972 największych jezior na Ziemi. Użyli też długoterminowych danych z pomiarów poziomu wód z dziewięciu satelitów. W przypadku tych jezior, co do których brak było danych długoterminowych, wykorzystano pomiary wykorzystane za pomocą bardziej nowoczesnego sprzętu umieszczonego na satelitach. Dzięki połączeniu nowych danych z długoterminowymi trendami byli w stanie ocenić zmiany ilości wody w jeziorach na przestrzeni kilku dziesięcioleci.
      Badania pokazały, że 53% największych jezior na świecie traci wodę, a jej łączny ubytek jest 17-krotnie większy niż pojemność największego zbiornika na terenie USA, Lake Meads. Wynosi zatem około 560 km3 wody.
      Uczeni przyjrzeli się też przyczynom utraty tej wody. W przypadku około 100 wielkich jezior przyczynami były zmiany klimatu oraz konsumpcja przez człowieka. Dzięki tym badaniom naukowcy dopiero teraz dowiedzieli się, że za utratą wody w jeziorze Good-e-Zareh w Afganistanie czy Mar Chiquita w Argentynie stoją właśnie takie przyczyny. Wśród innych ważnych przyczyn naukowcy wymieniają też odkładanie się osadów. Odgrywa ono szczególnie ważną rolę w zbiornikach, które zostały napełnione przed 1992 rokiem. Tam zmniejszanie się poziomu wody jest spowodowane głównie zamuleniem.
      Podczas gdy w większości jezior i zbiorników wody jest coraz mniej, aż 24% z nich doświadczyło znacznych wzrostów ilości wody. Są to głównie zbiorniki znajdujące się na słabo zaludnionych terenach Tybetu i północnych części Wielkich Równin oraz nowe zbiorniki wybudowane w basenach Mekongu czy Nilu.
      Autorzy badań szacują, że około 2 miliardów ludzi mieszka na obszarach, gdzie w zbiornikach i jeziorach ubywa wody, co wskazuje na pilną potrzebę uwzględnienia takich elementów jak zmiany klimatu, konsumpcja przez człowieka czy zamulanie w prowadzonej polityce. Jeśli na przykład konsumpcja przez człowieka jest ważnym czynnikiem prowadzącym do utraty wody, trzeba wprowadzić mechanizmy, które ją ograniczą, mówi profesor Ben Livneh. Uczony przypomina jezioro Sevan w Armenii, w którym od 20 lat poziom wody rośnie. Autorzy badań łączą ten wzrost z wprowadzonymi i egzekwowanymi od początku wieku przepisami dotyczącymi sposobu korzystania z wód jeziora.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Zakaz poruszania się po mieście elektrycznych hulajnóg i rowerów może zmniejszyć zagęszczenie na chodnikach i zwiększyć bezpieczeństwo pieszych oraz użytkowników elektrycznych pojazdów, jednak ma też swoje negatywne konsekwencje, informują naukowcy z Georgia Institute of Technology.
      W 2019 roku Atlanta zakazała poruszania się elektrycznymi hulajnogami i rowerami w godzinach od 21 do 4 rano. Zakaz wprowadzono po tym, jak cztery osoby korzystające z takich pojazdów zginęły w wyniku kolizji z samochodami. Naukowcy z GaTech postanowili sprawdzić, jakie były skutki zakazu. Okazało się usunięcie tych pojazdów spowodowało, że przeciętny czas podróży po mieście wydłużył się przeciętnie o około 10%. Dla mieszkańców Atlanty oznacza to, że w godzinach, w których obowiązuje zakaz, stracą dodatkowych 784 000 godzin na przemieszczanie się. Gdyby zakaz rozszerzono na godziny szczytu, straty byłyby jeszcze większe, ostrzega główny autor badań, Omar Asensio. W Atlancie godziny szczytu trwają od 6 do 10 rano i od 15 do 19 po południu.
      Naukowcy z Georgii szacują, że w skali całego kraju elektryczne hulajnogi, rowery i inne podobne środki lokomocji oszczędzają obywatelom około 17,4% czasu przeznaczonego na podróże. Mają więc one duży wpływ na zmniejszenie ruchu na drogach, co odczuwają wszyscy z nich korzystający.
      Wcześniej prowadzono już co prawda podobne badania, jednak były to badania ankietowe. Asensio i jego zespół oparli się na rzeczywistych danych o ruchu i skorzystali przy tym z faktu, że miasto zastosowało geo-fencing, co całkowicie uniemożliwiło korzystanie z zakazanych pojazdów w wyznaczonych godzinach. Mamy tutaj świetną okazję, by przeprowadzić badania, gdyż w wyniku działań miasta i policji mamy niemal 100-procentowe przestrzeganie zakazu. Powstało pytanie, co zrobią ludzie, którzy nagle nie mogą wypożyczyć hulajnogi lub użyć własnej. To wielki naturalny eksperyment, który pozwolił nam zbadać warunki na drogach przed i po jego wprowadzeniu. Pozwoliło nam to przetestować teorie dotyczące zmiany zachowań, dodaje Asensio. Naukowcy uzyskali też dostęp do danych Ubera, które pozwoliły im na ocenę czasu przemieszczania się po mieście.
      Z badań wynika, że o ile rzeczywiście zakaz używania hulajnóg zmniejsza liczbę wypadków z ich udziałem, to jednocześnie wydłuża czas podróży po mieście, zwiększa korki na drogach, a co za tym idzie, zanieczyszczenie powietrza w mieście, co również negatywnie wpływa na zdrowie mieszkańców.
      Możliwość łatwego wypożyczenia elektrycznej hulajnogi czy roweru i pozostawienia pojazdu w mieście przyczynia się do zmniejszenia korków i zanieczyszczeń, gdyż część mieszkańców rzadziej korzysta z własnego samochodu i transportu publicznego. Skraca się więc czas podróży po mieście samochodem. Zespół Asensio wylicza, że wartość zaoszczędzonego w ten sposób czasu wynosi, w skali całego kraju, 536 milionów dolarów. Naukowcy mówią, że dla lepszego planowania miast i życia w nich potrzebne jest lepsze zrozumienie wpływu różnych środków transportu oraz motywów stojących za decyzjami o wykorzystaniu danego pojazdu. Sądzę, że kolejnym etapem tego typu badań mogłoby być modelowanie wpływu zanieczyszczeń, mówi Asensio.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Specjaliści od biomechaniki z Cornell University obliczyli maksymalną wysokość, z jakiej możemy skoczyć do wody bez większego ryzyka wyrządzenia sobie krzywdy. Uwzględnili rodzaj skoku, a zatem to, która część ciała najpierw styka się z wodą. Woda jest 1000-krotnie gęstsza niż powietrze, więc skacząc przemieszczamy się z bardzo rzadkiego do bardzo gęstego medium, co wiąże się z silnym uderzeniem, mówi profesor Sunghwan Jung, główny autor artykułu opublikowanego na łamach Science Advances.
      Z eksperymentów wynika, że w przypadku osoby, która nie przeszła odpowiedniego treningu, skok do wody z wysokości ponad 8 metrów grozi uszkodzeniami kręgosłupa i karku w sytuacji, gdy jako pierwsza z wodą styka się głowa. Jeśli zaś skoczymy tak, by jako pierwsze z wodą zetknęły się dłonie, to przy skoku z wysokości ponad 12 metrów ryzykujemy uszkodzeniem obojczyka. Z kolei uszkodzenie kolana jest prawdopodobne przy skoku na stopy z wysokości ponad 15 metrów.
      Chcieliśmy sprawdzić, jak pozycja przy skoku do wody wpływa na ryzyko odniesienia obrażeń. Motywowała nas też chęć opracowania ogólnej teorii dotyczącej tego, jak obiekty o różnych kształtach wpadają do wody. Prowadziliśmy więc analizy zarówno kształtu ludzkiego ciała i różnych rodzajów skoków, jak i ciał zwierząt. Mierzyliśmy przy tym oddziałujące siły, dodaje Jung.
      Na potrzeby badań naukowcy wydrukowali trójwymiarowe modele ludzkiej głowy i tułowia, głowy morświna zwyczajnego, dzioba głuptaka zwyczajnego oraz łapy jaszczurki z rodzaju Basiliscus. W ten sposób mogli zbadać różne kształty podczas zetknięcia się z wodą. Wrzucali do niej swoje modele, mierzyli działające siły oraz ich rozkład w czasie. Brali pod uwagę wysokość, z jakiej modele wpadały do wody, a znając działające siły oraz wytrzymałość ludzkich kości, mięśni i ścięgien byli w stanie wyliczyć ryzyko związane ze skakaniem do wody z różnych wysokości. Biomechanika człowieka dysponuje olbrzymią literaturą dotyczącą urazów w wyniku upadków, szczególnie wśród osób starszych, oraz urazów sportowych. Nie znam jednak żadnej pracy dotyczącej urazów podczas skoków do wody, mówi profesor Jung.
      Badania dają nam też wiedzę na temat przystosowania się różnych gatunków zwierząt do nurkowania. Na przykład głuptak zwyczajny ma tak ukształtowany dziób, że może wpadać do wody z prędkością do 24 m/s czyli ponad 86 km/h. Jung i jego zespół od dłuższego czasu badana mechanikę nurkowania zwierząt. Obecnie naukowcy skupiają się na tym, jak lisy nurkują w śniegu.
      Jesteśmy dobrymi inżynierami. Potrafimy zbudować samolot i okręt podwodny. Ale przechodzenie pomiędzy różnymi ośrodkami, co sprawnie robią zwierzęta, nie jest łatwym zadaniem. A to bardzo interesująca kwestia. Inżynierowie chcieliby np. budować drony, które sprawnie poruszałyby się w powietrzu, a później wlatywały pod wodę. Może dzięki naszym badaniom wpadną na odpowiednie rozwiązania. My zaś próbujemy zrozumieć podstawy mechaniki, dodaje Jung.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...