Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Oceany wchłaniają więcej energii, niż sądziliśmy

Recommended Posts

Przez ostatnie ćwierć wieku każdego roku światowe oceany pochłaniały 150-krotnie więcej energii niż ludzkość produkuje w formie energii elektrycznej. Badania przeprowadzone przez naukowców z Princeton University i Scripps Institution of Oceanography na Uniwersytecie Kalifornijskim w San Diego wskazują, że oceany bardzo mocno się ogrzały, to zaś sugeruje, że Ziemia jest bardziej wrażliwa na emisję gazów cieplarnianych niż dotychczas sądzono.

Na łamach Nature czytamy, że w latach 1991–2016 oceany wchłaniały każdego roku 13 zettadżuli (1021) energii. Jak mówi profesor Laure Resplandy, to o ponad 60% więcej niż szacunki przeprowadzone w 2014 roku przez IPCC.

Wyobraźmy sobie, że oceany mają głębokość jedynie 10 metrów. W takiej sytuacji od 1991 roku ogrzewałyby się w każdej dekadzie o 6,5 stopnia Celsjusza. Tymczasem wedle szacunków IPCC byłoby to 4 stopnie Celsjusza co dekadę, wyjaśnia Resplandy.

Oceany pochłaniają około 90% nadmiarowej energii pojawiającej się na Ziemi, zatem jeśli chcemy dokładnie szacować ich przyszłe tempo ogrzewania się, musimy jak najdokładniej znać ilość energii, którą pochłaniają.

Uzyskane tutaj wyniki zwiększają dokładność naszych przewidywań dotyczących ogrzewania się oceanów, a tym samym pomagają zmniejszyć stopień niepewności modeli klimatycznych, mówi geofizyk i współautor badań Ralph Keeling.

Lepsze modele klimatyczne pozwalają zaś na lepszą ocenę wpływu różnych źródeł emisji gazów cieplarnianych na klimat i umożliwiają opracowanie lepszej strategii walki ze zmianami klimatycznymi.

Najnowsze wyliczenie pokazują też, że jeśli chcemy utrzymać globalne ocieplenie na poziomie poniżej 2 stopni Celsjusza w porównaniu z epoką preindustrialną, to musimy zredukować emisję o 25% bardziej niż dotychczas sądzono.

Najnowsze badania to wynik zastosowania nowej techniki, niezależnej od dotychczas stosowanych. Dotychczas bowiem wykorzystywano dane z milionów punktów, w których mierzono temperaturę wód i na tej podstawie oceniano całkowitą ilość ciepła wchłoniętą przez oceany. Wykorzystuje się przy tym Argo, sieć automatycznych czujników umieszczonych w oceanach. Działa ona jednak dopiero od 2007 roku i mierzy tylko górną warstwę oceanu.

Resplandy i jej zespół wykorzystali precyzyjne pomiary tlenu i dwutlenku węgla w powietrzu, co pozwala na ocenę ilości ciepła przechowywanych w oceanach. Łączną ilość tych gazów naukowcy nazwali „potencjalnym tlenem atmosferycznym” (APO). Metoda wykorzystuje fakt, że zarówno tlen, jak i dwutlenek węgla słabiej rozpuszczają się w cieplejszych wodach. W miarę ogrzewania się oceanów gazy te są z nich uwalniane, więc rośnie ich koncentracja w powietrzu nad oceanami. Na poziom APO wpływ ma również spalanie paliw kopalnych oraz proces, w wyniku którego oceany pochłaniają nadmiarowy dwutlenek węgla.

Porównując mierzalne zmiany w poziomie APO ze zmianami, jakich należałoby się spodziewać ze spalania paliw kopalnych i wchłaniania CO2 przez oceany, naukowcy są w stanie precyzyjnie obliczyć, ile APO wydostało się z oceanów. Ilość ta jest wprost zależna od zawartości energii w oceanach.


« 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
      Zwierzęta mogą wpaść w „ekologiczną pułapkę” modyfikując swoje zachowanie w reakcji na globalne ocieplenie w niewłaściwym kierunku, informują naukowcy z University of Exeter. Dotychczas znaliśmy „hipotezę ratunkową”, mówiącą, że wiele gatunków, szczególnie tych o bardziej elastycznych zachowaniach, może dostosować się do zmian klimatycznych. Ostatnie badania wykazały, że istnieje też pułapka, w którą wpadł stadnik rdzawołbisty.
      Naukowcy zauważyli, że w reakcji na zmiany klimatu gatunek ten zmienił zachowanie tak, że może to zmniejszyć jego zdolności do rozmnażania się. Stało się tak, gdyż ptaki zareagowały na maksymalne temperatury wczesnej wiosny przesuwając swój sezon rozrodczy na wcześniejszy okres. Problem jednak w tym, że średnie temperatury w tym okresie są wciąż niższe niż późniejszą wiosną, a to nie wróży dobrze inkubującym jajkom. Samice, zamiast dłużej siedzieć na jajka, siedzą krócej. To może zwiększać ich szanse na przeżycie, ale wystawia jajka na działanie szkodliwych niskich temperatur.
      Mieliśmy nadzieję, że bardziej elastyczne zwierzęta lepiej będą rodziły sobie ze zmianami klimatu. Okazuje się jednak, że mogą popełniać pomyłki, które pogarszają sytuację gatunku, mówi Alex Cones.
      Wiele zwierząt rozmnaża się wiosną najwcześniej jak to tylko możliwe, a ocieplający się klimat powoduje, że robią to coraz wcześniej, wyjaśnia profesor Andy Russel. Paradoksalnie, nasze badania wykazały, że wcześniejsze rozmnażanie się w reakcji na ocieplenie spowodowało, że jaja i młode stadnika rdzawołbistego są częściej narażone na zimno. Ptaki powinny zareagować dłużej wysiadując jaja, ale tego nie robią. Wysiadywanie jaj jest dla samicy bardziej kosztowne energetycznie w niższych temperaturach, więc samice skupiają się na własnym przetrwaniu i skracają czas wysiadania, dodaje. Opieka rodzicielska jest czymś, co podlega adaptacjom. Jednak w tym przypadku ptaki adaptują się w niekorzystnym kierunku, wpadając w ekologiczną pułapkę.
      Stadnik rdzawołbisty żyje w południowo-wschodniej Australii. Ich jaja, by przetrwać, muszą znajdować się w temperaturze wyższej niż 25 stopni Celsjusza, a optymalna temperatura dla rozwoju zarodka wynosi około 38 stopni Celsjusza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zmiany klimaty spowodowały, że cyklony tropikalne docierające na ląd wolniej słabną, przez co dalej docierają i powodują większe zniszczenia, czytamy na łamach najnowszego wydania Nature. Naukowcy z The Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Graduate University dowiedli, że cyklony, które tworzą się nad gorącymi wodami oceanicznymi, niosą obecnie więcej wilgoci, przez co po dotarciu na ląd dłużej się utrzymują. To sugeruje, że w przyszłości mogą utrzymywać się jeszcze dłużej i obszarom, do których wcześniej nie docierały.
      To bardzo ważne spostrzeżenie, które powinno być brane pod uwagę przy podejmowaniu decyzji dotyczących radzenia sobie ze skutkami globalnego ocieplenia, mówi jeden z autorów badań, profesor Pinaki Chakraborty, dyrektor Jednostki Mechaniki Płynów na OIST. Wiemy, że miejscowości przybrzeżne muszą przygotować się na bardziej intensywne huragany. Okazuje się, że na ich nadejście muszą być też gotowe miejscowości położone w głębi lądu, które mogą nie mieć odpowiedniej infrastruktury, by sobie z tym radzić, a ich mieszkańcy mogą nie mieć doświadczenia z takimi zjawiskami, dodaje uczony.
      Naukowcom z Okinawy udało się wykazać bezpośredni związek pomiędzy ocieplającym się klimatem, a tymi cyklonami, które docierają na ląd. Na potrzeby swoich badań naukowcy przeanalizowali huragany, które w ostatnim półwieczu uformowały się nad północnym Atlantykiem i dotarły na ląd. Okazało się, że obecnie w ciągu pierwszej doby po uderzeniu w ląd cyklony słabną dwukrotnie wolniej niż przed 50 laty. Gdy przyjrzeliśmy się danym jasno było widać, że w kolejnych latach cyklony słabną coraz wolniej. Nie był to jednak proces ciągły. Zmiany w poszczególnych latach odpowiadały zmianom temperatury powierzchni wód oceanicznych, mówi doktorant Lin Li, główy autor badań.
      Naukowcy przetestowali swoje spostrzeżenia za pomocą symulacji komputerowych czterech różnych cyklonów, które przeprowadzono z różnymi danymi dotyczącymi temperatury powierzchni oceanu. Gdy w symulacji huragan osiągnął kategorię 4, naukowcy symulowali jego nadejście nad ląd, odcinając go od źródła wilgoci od spodu.
      Cyklony tropikalne to silniki cieplne, jak np. silnik w samochodzie. W silniku samochodowym spalane jest paliwo i uzyskana energia cieplna zamieniana jest w pracę mechaniczną. W cyklonach wilgoć z powierzchni oceanu jest paliwem, które intensyfikuje i podtrzymuje siłę huraganu, a energia cieplna z wody jest zamieniana w potężne wiatry. W momencie, gdy huragan dotrze na ląd, dostawy paliwa zostają przerwane. Bez paliwa samochód zaczyna zwalniać, a huragan, bez źródła wilgoci, traci na sile, wyjaśnia Li.
      Naukowcy zauważyli, że nawet gdy nad ląd docierają cyklony o tej samej sile, to ten, który uformował się nad cieplejszymi wodami, wolniej słabnie. Symulacje te udowodniły, że wyciągnęliśmy prawidłowe wnioski z naszych analiz. A wnioski te mówią, że cieplejsze oceany wpływają na tempo słabnięcia huraganu, nawet po odcięciu połączenia z wodami oceanicznymi. Pytanie brzmi, dlaczego tak się dzieje, mówi Chakraborty.
      Przeprowadzili więc dodatkowe symulacje i wykazali, że odpowiedzią na to pytanie jest wilgotność. Nawet gdy cyklon dociera na ląd, zamienia się w huragan i nie ma łączności z oceanem, powietrze wciąż zawiera sporo wilgoci. Z czasem wilgoć tę traci i wiatry słabną. Huragany, które powstają nad cieplejszymi wodami oceanicznymi, mogą zawierać więcej wilgoci, która podtrzymuje je przez dłuższy czas i nie pozwala im szybko osłabnąć, dodają uczeni.
      Naukowcy zauważają, że konieczna jest zmiana obecnych – zbyt prostych – modeli badania huraganów. Obecne modele nie biorą pod uwagę wilgotności. Rozważają one huragany jako suchy wir powietrza, który jest osłabiany przez tarcie o ląd. Nasza praca pokazuje, że ten model jest niekompletny. Dlatego też modele te nie wykazywał dotychczas oczywistego wpływu ocieplania się klimatu na huragany, mówi Li.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze ziemskiej w tym roku osiągnęło rekordowy poziom, a spowolnienie gospodarcze z powodu pandemii COVID-19 jedynie na chwilę zatrzymało negatywne skutki zmian klimatu, które czekają nas w przyszłości. Takie wnioski wypływają z najnowszego raportu przygotowanego przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO). Polska, reprezentowana przez IMGW-PIB jest jej aktywnym członkiem.
      „United in Science 2020” został opracowany przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO) pod kierownictwem Sekretarza Generalnego ONZ. Wynika z niego, że ostre, ale krótkotrwałe załamanie emisji gazów cieplarnianych na początku tego roku – wywołane pandemią – było tylko krótkim przerywnikiem w procesie nagromadzania się dwutlenku węgla, powodującego zmiany klimatyczne na naszej planecie. Stężenia gazów cieplarnianych, które są na najwyższym poziomie od trzech milionów lat, nadal rosną, powiedział Petteri Taalas, Sekretarz Generalny WMO.
      Potwierdzony w raporcie WMO fakt okresowego obniżenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery związany z powszechnym „zamknięciem” największych gospodarek świata pokazuje wyraźnie jaka jest skala antropogenicznego oddziaływania na skład atmosfery ziemskiej. Fakt, że efekt wzrostu koncentracji został okresowo wstrzymany nie oznacza, że oddaliliśmy się od zagrożenia, które jest przez wielu określane jako „klimatyczna katastrofa”. Spowodowało to bowiem jedynie tyle, że nasza tegoroczna emisja gazów cieplarnianych nie będzie rekordowo wysoka a porównywalna z tą sprzed dekady, kiedy uważano ją także za zbyt wysoką i prowadzącą do katastrofy. Problem nie tylko jest w tym, że niemalże corocznie emitujemy więcej gazów cieplarnianych niż w roku poprzednim, ale i w tym, że ilość tych związków w atmosferze wzrasta i środowisko naturalne nie jest w stanie „zagospodarować” antropogenicznego węgla w cyklach naturalnych. Nie można nie zgodzić się ze stwierdzeniem, że „dochodzimy do krawędzi”. Być może tegoroczne spowolnienie spowoduje, że w tym szaleńczym biegu nie osiągniemy linii katastrofy w rekordowym czasie a tylko o ułamek sekundy później, skomentował raport WMO prof. dr hab. Mirosław Miętus z IMGW-PIB.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińskie sukcesy w walce z zanieczyszczeniem powietrza mogą mieć negatywny wpływ na ocieplenie się klimatu, zauważają autorzy najnowszych badań. Naukowcy z Carnegie Institution of Science i University of California Irvine oraz Chińskiej Akademii Planowania Środowiskowego i Uniwersytetu Tsinghua, wykorzystali modele komputerowe do zbadania wpływu redukcji zanieczyszczeń siarką, sadzą i węglem na zmiany klimatu.
      W ostatnich dekadach chiński wzrost gospodarczy i uprzemysłowienie były napędzane przez coraz większą konsumpcją węgla. Chiny stały się największym emitentem zanieczyszczeń, takich jak dwutlenek siarki i sadza. Zanieczyszczenia te miały olbrzymi wpływ na jakość powietrza i zdrowie ludzi, więc wprowadzono bardziej surowe normy, by sobie z tym poradzić. Działania te przyniosły spodziewany efekt i po roku 2013 zanieczyszczenie aerozolami w Chinach znacząco się zmniejszyło, co miało widoczny wpływ na zdrowie populacji, mówi główny autor badań, doktor Yixuan Zheng z Chińskiej Akademii Planowania Środowiskowego.
      Jednak zmniejszenie ilości zanieczyszczeń, takich jak dwutlenek siarki i sadza, ma też wpływ na wymuszenie radiacyjne, czyli zmianę bilansu promieniowania. A to z kolei jeden z głównych elementów zmian klimatycznych.
      Szacuje się, że emitowane przez ludzi tlenki siarki ochładzały w 2010 roku powierzchnię planety średnio o 0,5 stopnia Celsjusza. Odpowiadały one za 76% efektu chłodzącego wywoływanego aerozolami emitowanymi przez człowieka. Z drugiej strony sadza absorbuje energię cieplną i ogrzewa Ziemię. Zrozumienie całościowego efektu zmniejszenia emisji do atmosfery tych zanieczyszczeń jest niezwykle ważne dla prac nad strategią walki z globalnym ociepleniem, dodaje Zheng.
      Naukowcy przeprowadzili więc symulacje komputerowe, by zbadać, jak wpływ na globalne ocieplenie miało zredukowanie przez Chiny emisji zanieczyszczeń powietrza. Z obliczeń wynika, że chińska polityka poprawy jakości powietrza, wprowadzana w latach 2006–2017 spowodowała, że półkula północna ogrzeje się o dodatkowe 0,1 stopnia Celsjusza. Przed takim zresztą zjawiskiem amerykańscy naukowcy ostrzegali już przed ośmioma laty.
      Współautor badań, profesor Steven J. Davis z University of California, wyjaśnia: Pomiędzy rokiem 2006 a 2017 chińska emisja dwutlenku węgla zwiększyła się o około 54%. Jednocześnie emisja dwutlenku siarki spadła o około 70%, sadzy o około 30%, a organicznych związków węgla o 40%. Rozdzielenie się emisji dwutlenku węgla od emisji aerozoli to wynik zastosowania urządzeń do kontroli emisji, które redukują ilość emitowanych aerozoli, ale nie ilość dwutlenku węgla. Takie rozdzielnie spowodowało wzmocnienie efektu cieplarnianego spowodowanego emisją dwutlenku węgla.
      Naukowcy przypominają, że zmniejszenie emisji aerozoli do atmosfery ma olbrzymie znaczenie dla jej oczyszczenia i poprawy zdrowa ludzi, jednocześnie jednak obecność aerozoli częściowo maskuje globalne ocieplenie.
      O podobnym zjawisku informowaliśmy przed 8 laty. Wtedy to naukowcy z Uniwersytetu Harvarda dowiedli, że zanieczyszczenia emitowane przez przemysł częściowo chroniły wschodnią część USA przed ociepleniem. Gdy zaś zaczęto redukować zanieczyszczenia, ocieplenie przyspieszyło.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      U.S. Nuclear Regulatory Commission (NRC) zatwierdziła projekt małego reaktora modułowego (SMR) firmy NuScale Power. To wielka chwila nie tylko dla NuScale, ale dla całego amerykańskiego sektora energetyki jądrowej, mówi dyrektor wykonawczy NuScale John Hopkins.
      Zwolennicy SMR od dawna mówią, że mogą stać się one realną alternatywą dla wielkich kosztownych elektrowni atomowych. Tym bardziej w czasach, gdy amerykańska energetyka jądrowa przeżywa kryzys spowodowany konkurencją ze strony gazu oraz energetyki odnawialnej.
      Zatwierdzenie projektu oraz związany z tym finalny raport oceny bezpieczeństwa (FSER) nie oznacza jeszcze, że NuScale może rozpocząć budowę małych reaktorów. Jednak pozwala to przedsiębiorstwom produkującym energię na składanie do NRC wniosków o pozwolenie na budowę i uruchomienie reaktora wykonanego według projektu NuScale. Co prawda USA pozostają największym na świecie producentem energii elektrycznej z elektrowni atomowych, jednak nowe reaktory powstałe po 1990 można policzyć na palcach jednej ręki. Obecnie trwa budowa 2 nowych reaktorów, budowę 2 innych wstrzymano. Jednocześnie na terenie USA są obecnie 23 wyłączone reaktory podlegające nadzorowi NRC, które znajdują się na różnych etapach likwidacji. W tej sytuacji pojawienie się małych reaktorów modułowych może ożywić ten rynek.
      NuScale rozwijało swój projekt dzięki pomocy Departamentu Energii, który sfinansował prace kwotą niemal 300 milionów USD. Reaktor ma moc 50 MW. To znacznie mniej niż obecnie stosowane duże reaktory, których może przekraczać 1000 MW. Reaktory NuScale można łączyć w grupy do 12 sztuk, co pozwala na osiągnięcie mocy do 600 MW, a to wystarczy do zasilenia miasta średniej wielkości. Ponadto sama NRC spodziewa się, że w roku 2022 NuScale poprosi o zatwierdzenie projektu 60-megawatowego reaktora.
      Przemysł jądrowy mówi, że SMR można budować szybciej i taniej niż standardowe reaktory. Główną zaletą małych reaktorów modułowych jest fakt, że można jest produkować w fabrykach i dostarczać na miejsce przeznaczenia. Standardowe reaktory budowane są na miejscu. Rozwiązanie takie jest bardziej elastyczne, gdyż odbiorca może zamawiać i łączyć ze sobą różną liczbę takich jednostek, w zależności od lokalnego zapotrzebowania.
      Zwolennicy SMR mówią, że to najlepsza możliwość szybkiego zbudowania infrastruktury potrzebnej do produkcji dużej ilości bezemisyjnej energii. Jej przeciwnicy zauważają, że wciąż pozostaje nierozwiązany problem radzenia sobie z odpadami, ponadto każda technologia wykorzystania energii jądrowej jest droga, a jej wdrożenie wymaga dużo czasu w porównaniu z energetyką odnawialną.
      NuScale wierzy jednak, że uda się jej uniknąć drożyzny i wieloletnich opóźnień, czyli problemów trapiących sektor tradycyjnej energetyki atomowej. Diana Hughes, wiceprezes firmy ds. marketingu twierdzi, że w latach 2023–2042 uda się sprzedać od 574 do 1682 SMR. Sprzedaż niemal 1700 reaktorów oznaczałaby, że uzyskiwano by z nich 80 GW, a to już blisko do obecnych 98 GW wytwarzanych przez amerykańską energetykę jądrową.
      Firma NuScale podpisała już umowy o możliwym rozpoczęciu współpracy z wieloma potencjalnymi partnerami z USA i zagranicy. Pierwszym projektem, który ma zostać zrealizowany jest umowa z Utah Associated Municipal Power Systems (UAMPS), organizacją, która dostarcza energię do niewielkich operatorów w kilku stanach. Pierwszy reaktor ma trafić do UAMPS w 2027, które realizuje zlecenie Idaho National Laboratory. Reaktor ma rozpocząć pracę w 2029 roku. Z kolei do roku 2030 ma zostać uruchomionych 11 połączonych ze sobą reaktorów, które będą wchodziły w skład 720-megawatowego projektu. Część energii z nich będzie kupował Departament Energii, reszta trafi do komercyjnych klientów UAMPS. Niektóre samorządy terytorialne, w obawie o wysokie koszty, wycofały się z tego projektu.
      Eksperci wyrażają powątpiewanie odnośnie bezpieczeństwa i kosztów NuScale SMR. Jednym z takich krytyków jest profesor M. V. Ramana, ekspert ds. energetyki atomowej z University of British Columbia. To, co oni planują jest ryzykowne i kosztowne, mówi uczony. Zauważa, że w ciągu ostatnich 5 lat szacunkowe koszty projektu realizowanego przez UAMPS wzrosły z około 3 do ponad 6 miliardów USD. Przypomina też, że początkowe plany NuScale mówiły, iż pierwszy SMR rozpocznie pracę w 2016 roku. Już w tej chwili wiemy, że opóźnienie przekroczy dekadę. Dobrze oddaje to problemy, z jakimi boryka się energetyka jądrowa. Ramana mówi, że cena energii produkowanej przez SMR może być dla konsumentów znacznie wyższa niż energii ze Słońca, wiatru czy innych źródeł odnawialnych.
      Pozostają też kwestie bezpieczeństwa. Jak przypomina Edwin Lyman z Union of Concerned Scientist, NuScale złożyło raport o bezpieczeństwie mimo zastrzeżeń wnoszonych zarówno przez ekspertów NRC jak i zewnętrznej komisji doradczej. W lipcu 2020 roku Shanlai Lu z NRC złożył raport, w którym opisywał problem znany jako rozcieńczenie boru, co może spowodować problemy z paliwem i doprowadzić do pojawienia się niebezpiecznej sytuacji. W jej wyniku, nawet jeśli zabezpieczenia zadziałają i reaktor zostanie wyłączony, reakcja może samodzielnie się rozpocząć i dojdzie do niebezpiecznego wzrostu mocy. W innym raporcie NRC’s Advisory Committee on Reactor Safeguards wspomina o innych ryzykach, ale rekomenduje NRC wydanie dokumentu o bezpieczeństwie. NRC zastrzega jednak, że te nierozwiązane kwestie będą podlegały ocenie na etapie wydawania zgody na budowę reaktorów w konkretnych miejscach. Pani Hughes zapewnia, że NRC i NuScale przyjrzały się problemowi rozcieńczania boru i uznały, iż projekt reaktora jest bezpieczny.
      NRC ponownie przyjrzy się projektowi, gdy NuScale złoży wniosek o zatwierdzenie 60-megawatowego reaktora.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...