Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

CO2 może zdestabilizować chmury i przyspieszyć ocieplanie klimatu

Recommended Posts

Przy odpowiednio wysokim stężeniu CO2 w atmosferze może dojść do uruchomienia nieznanego wcześniej mechanizmu, który zwiększy średnią temperaturę powierzchni Ziemi o dodatkowe 8 stopni Celsjusza. Nowo odkryte zjawisko może pozwolić też na wyjaśnienie pewnej zagadki sprzed 50 milionów lat.

Profesor Tapio Schneider z California Institute of Technology opublikował w Nature Geoscience wyniki swoich symulacji komputerowych. Okazało się, że jeśli stężenie CO2 w atmosferze przekroczy 1200 ppm (części na milion), dojdzie do rozpadu stratusów, chmur pokrywających około 20% oceanicznych obszarów subtropikalnych. Stratusy ochładzają planetę, a że są tak bardzo rozpowszechnione, ich wpływ jest znaczny.

Schenider oraz Colleen Kaul i Kyle Pressel z Pacific Northwest National Laboratory przeprowadzili na superkomputerach symulację ruchu stratusów i ich zachowania się przy rosnącym stężeniu CO2. Okazało się, że gdy poziom dwutlenku węgla przekroczył 1200 ppm doszło do rozpadu stratusów, a to z kolei spowodowało ogrzanie się Ziemi o kolejnych 8 stopni Celsjusza. Co więcej, zauważono, że stratusy nie zaczęły ponownie się formować dopóki poziom CO2 nie spadł znacznie poniżej poziomu, w którym się rozpadały.

W bieżącym roku średni poziom CO2 w atmosferze przekroczy 410 ppm, czyli będzie o 130 ppm wyższy od średniego poziomu sprzed epoki przemysłowej. Najwyższy tegoroczny poziom zarejestrowany na Mauna Loa wyniósł 414,27 ppm. Jeśli ludzkość będzie emitowała dwutlenek węgla tak, jak dotychczas, to poziom 1200 ppm zostanie przekroczony po roku 2100.

Już samo zwiększenie koncentracji CO2 do tego poziomu, będzie oznaczało, że średnie temperatury na Ziemi będą o 6 stopni Celsjusza wyższe, niż w epoce przedprzemysłowej. Rozpad stratusów doda do tego jeszcze 8 stopni Celsjusza. Wzrost temperatur o 14 stopni byłby katastrofalny. Przy takiej temperaturze w tropikach nie mogłyby żyć zwierzęta stałocieplne, w tym i ludzie.

Badania Schneidera i jego kolegów pozwalają też na rozwiązanie starej zagadki paleoklimatologicznej. Z danych geologicznych wiemy, że w eocenie, przed około 50 milionami lat, w Arktyce nie było lodu, żyły tam za to krokodyle. Jednak modele klimatyczne wskazują, że taki scenariusz wymaga, by stężenie CO2 przekraczało 4000 ppm. Z badań wiemy zaś, że w tym czasie koncentracja dwutlenku węgla wynosiła poniżej 2000 ppm. Odkrycie, że przy takiej koncentracji doszłoby do rozpadu stratusów i dodatkowego ogrzania powierzchni Ziemi pozwala wyjaśnić te niezgodności.

Profesor Schneider zastrzega, że wspomniane 1200 ppm to zgrubny szacunek, a nie dokładna granica, przy której stratusy zaczynają się rozpadać.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Faktycznie wygląda to nieprzyjemnie. W razie czego mieszkańcy tropików będą się mogli przeprowadzić na Antarktydę, Syberię i Grenlandię z okolicami.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You can post now and register later. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Paste as plain text instead

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.


  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      W atmosferze planety krążącej wokół czerwonego karła odkryto parę wodną. K2-18 b to skalista superziemia znajdująca się w ekosferze swojej gwiazdy. Najprawdopodobniej panują na niej temperatury podobne do ziemskich, zatem woda może istnieć też na powierzchni planety, co czyni ją jednym  najbardziej obiecujących celów przyszłych badań naukowych.
      To jedyna planeta poza Układem Słonecznym, o której wiemy, że panuje na niej temperatura pozwalająca na istnienie wody w stanie ciekłym, która ma atmosferę i wodę. To – jak dotychczas – najlepszy kandydat, na którym może istnieć życie, mówi główny autor badań, Angelos Tsiaras z University College London.
      Planeta K2-18 b znajduje się w odległości 110 lat świetlnych od Ziemi, w Gwiazdozbiorze Lwa. Krąży ona wokół niewielkiego czerwonego karła o masie zaledwie 1/3 masy Słońca. Jak mówią naukowcy, gwiazda jest zadziwiająco spokojna.
      Planeta okrąża gwiazdę w ciągu 33 ziemskich dni. Znajduje się bowiem 2-krotnie bliżej niej niż Merkury Słońca. Biorąc pod uwagę fakt, że gwiazda ta jest znacznie chłodniejsza niż Słońce, planeta otrzymuje tyle samo promieniowania, co Ziemia. Z naszych obliczeń wynika, że panują na niej temperatury podobne do ziemskich, wyjaśnia Tsiaras.
      Uczeni wyliczyli, że rozpiętość temperatur na K2-18 b wynosi od -73 do 47 stopni Celsjusza. Dla porównania, zarejestrowana rozpiętość temperatur na Ziemi to od -84 do 49 stopni Celsjusza.
      K2-18 b ma średnicę około 2-krotnie większą od średnicy Ziemi i jest od niej około 8-krotnie bardziej masywna. To oznacza, że jest planetą skalistą, a jako, że ma atmosferę z parą wodną oraz odpowiednie temperatury, woda powinna być również na jej powierzchni. Jednak astronomowie nie mogą być tego pewni. Badania prowadzili bowiem za pomocą Teleskopu Hubble'a, który nie może zbyt szczegółowo określać składu atmosfer egzoplanet. Przez to nie mogą być pewni, ile wody znajduje się w atmosferze. Obecnie jej ilość określono na od 0,01 do 50 procent. Aby się tego dokładnie dowiedzieć, będziemy musieli poczekać, aż w przestrzeń kosmiczną trafią teleskopy kolejnej generacji: Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST), który ma zostać wystrzelony w 2021 roku czy Atmospheric Remote-sensing Infrared Exoplanet Large survey (ARIEL). Nad tym drugim pracuje Europejska Agencja Kosmiczna, a teleskop ma rozpocząć pracę w drugiej połowie przyszłej dekady.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dane satelitarne pokazują, że w 2016 roku emisja CO2 w Afryce tropikalnej była większa niż w USA. To oznacza, że gdyby afrykańskie tropiki były osobnym krajem, to byłyby drugim – po Chinach, a przed USA – największym emitentem dwutlenku węgla na Ziemi. W 2016 roku z tego regionu trafiło do atmosfery 6 miliardów ton CO2. Amerykańska emisja wyniosła 5,3 miliarda ton.
      Autorzy badań, których wyniki opublikowano w Nature Communications, przyznają, że emisja ta jest niespodziewanie wysoka. Obszary pokryte lasami i mokradłami zwykle absorbują duże ilości CO2 z atmosfery. Jednak wylesianie czy osuszanie mokradeł prowadzi do emisji gromadzonego węgla. Naukowcy sądzą, że wyjątkowo duża emisja z roku 2016 mogła być spowodowana silnym zjawiskiem El Niño. Wpływa ono na pogodę w wielu miejscach na świecie, a w afrykańskich tropikach może powodować niezwykłe upały i susze. Kolejną przyczyną tak dużej emisji mogło być wspomniane już wylesianie i wypalanie związane z działalnością rolniczą.
      W Afryce znajduje się 30% światowych lasów tropikalnych i około 3% mokradeł, tworzących największą sieć tropikalnych mokradeł. Oba środowiska są zdolne do przechwytywania z atmosfery i przechowywania olbrzymich ilości węgla. Mimo, że afrykańskie tropiki są tak ważnym magazynem węgla, dotychczas prowadzono niewiele badań mających na celu sprawdzenie roczne zmiany emisji CO2 z tego regionu.
      Autorzy najnowszych badań wykorzystali dane z lat 2014–2017 pochodzące z japońskiego satelity GOSAT (Greenhouse Gases Observing Satellite) i amerykańskiego OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory 2). Główny autor badań, profesor Paul Palmer z University of Edinburgh mówi, że z badań wynika, iż niektóre części tropikalnej Afryki emitują obecnie więcej CO2 niż są w stanie zaabsorbować z atmosfery. Dane te sugerują, że w niektórych częściach tropikalnej Afryki degradacja zaszła już tak daleko, że dochodzi tam do emisji netto węgla.
      Jeszcze w roku 2015 tropikalna Afryka wyemitowała netto 5,4 miliarda ton CO2. Rok później było to 6 miliardów ton. Wszystkie ziemskie tropiki wyemitowały w 2015 roku 3,9 miliarda ton CO2, a rok później było to 5,9 miliarda ton. Pozorna sprzeczność wynika z faktu, że inne obszary tropikalne pochłaniają więcej niż emitują, zatem pochłaniają część nadmiarowej emisji z Afryki.
      Z badań, których wyniki zostały zobrazowane na dołączonej mapie, wynika, że basen rzeki Kongo jest bardzo ważnym miejscem pochłaniania dwutlenku węgla. To właśnie tam znajdują się największe tropikalne mokradła na świecie. Ich powierzchnia przekracza 130 000 kilometrów kwadratowych. Przeprowadzone przed dwoma laty badania wskazują, że uwięzione tam jest tyle węgla, ile USA emitują przez 20 lat. Widzimy również, że do największych emisji z afrykańskich tropików dochodzi na zachodzie i w części Etiopii. W tamtejszych glebach są uwięzione olbrzymie ilości węgla, jednocześnie zaś tereny te ulegają szybkiej degradacji i deforestacji, które są związane z działalnością rolniczą. Dodatkowo nałożyły się na to wyjątkowo wysokie temperatury, przy których gleba uwalnia więcej węgla.
      Powyższe badania lepiej pozwalają ocenić wpływ poszczególnych regionów Ziemi na całkowity budżet węgla. Jednak odkrycie, że w tropikalnej Afryce doszło do tak dużej emisji nie oznacza, że ilość węgla w atmosferze jest większa, niż sądzono. Jako, że budżet węglowy to różnica masy pomiędzy miejscami pochłaniania i emisji wyrażony dokładnie zmierzoną koncentracją CO2 w atmosferze, to jeśli odgrywamy nowe źródło emisji, którego wcześniej nie znaliśmy, oznacza to tyle, że gdzieś indziej istnieje przeszacowane źródło emisji lub też niedoszacowane źródło pochłaniania węgla. Ilość węgla w atmosferze nie jest większa tylko dlatego, że znaleźliśmy jego nowe źródło, podkreślają autorzy badań.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W grudniu bieżącego roku zostanie zamkniętych jeden z największych emitentów dwutlenku węgla w historii USA. Elektrownia węglowa Navajo Generating Station w latach 2010–2017 wyrzuciła do atmosfery niemal 135 milionów ton CO2. Rocznie jest to odpowiednik emisji pochodzącej z 3,3 miliona samochodów osobowych. Żadna z elektrowni zamkniętych w ostatnich latach w USA nie mogła poszczycić się równie niechlubnym rekordem.
      To jednak nie jedyna wielka elektrownia, która zostaje zamknięta. Również do końca bieżącego roku Amerykanie wyłączą zakład Bruce Mansfield w Pennsylvanii, który w latach 2010–2017 wyemitował niemal 123 miliony ton zanieczyszczeń. Zakończy też pracę elektrownia Paradise w stanie Kentucky. Dwa z jej trzech bloków energetycznych zamknięto w 2017 roku, ostatni zostanie wyłączony w przyszłym roku. W latach 2010–2017 elektrownia ta wyemitowała 102 miliony ton CO2.
      Bardziej opłacalne są elektrownie na gaz naturalny oraz energię odnawialną. Jeszcze 5 lat temu jedynie elektrownie węglowe starego typu były nieopłacalne. Obecnie nieopłacalna jest każda elektrownia węglowa, a ich koniec to tylko kwestia czasu, mówi Dan Bakal z organizacji non-profit Ceres, która wspomaga biznes w przechodzeniu na bardziej ekologiczne źródła energii.
      Dzięki rozwojowi technologii pozyskiwania energii ze źródeł odnawialnych oraz niskim cenom gazu naturalnego w USA od kilku lat zamykane są kolejne elektrownie węglowe. Do niedawna jednak proces ten dotykał mniejszych starszych i w mniejszym stopniu wykorzystywanych zakładów, więc zmniejszenie emisji nie było tak spektakularne jak obecnie.
      W roku 2015 w USA zamknięto elektrownie węglowe o łącznej mocy 15 GW. To 5% całkowitej mocy generowanej wówczas w USA z węgla. Rok 2015 jest wciąż rekordowy, pod względem łącznej mocy wyłączonych elektrowni węglowych. Jednak zamknięcie tych zakładów spowodowało umiarkowany spadek emisji. W okresie6 lat poprzedzających zamknięcie elektrownie te wyemitowały łącznie 261 milionów ton CO2. Z kolei w ubiegłym roku zamknięto elektrownie o łącznej mocy 14 GW, ale zakłady te wyemitowały w ciągu sześciu lat aż 511 milionów ton dwutlenku węgla. O ile więc w pierwszym przypadku łączna roczna emisja zamkniętych elektrowni wynosiła średnio 43 miliony ton, to już średnia dla elektrowni zamkniętych w roku ubiegłym wynosi 83 miliony ton/rok. W bieżącym roku spadki będą jeszcze bardziej spektakularne.
      U.S. Energy Information Administration spodziewa się, że w bieżącym roku wyłączone zostaną elektrownie węglowe o łącznej mocy niemal 8 GW. To nieco ponad połowa łącznej mocy elektrowni zamkniętych w roku 2015. Tymczasem średnia roczna emisja z elektrowni, które będą zamknięte w roku bieżącym wynosi 55 milionów ton.
      John Larsen z firmy konsultingowej Rhodium Group zauważa, że do zamykania elektrowni węglowych przyczyniają się również zaostrzające się regulacje dotyczące jakości powietrza oraz odpływ klientów, którzy wolą korzystać z innych źródeł energii.
      W przypadku Navajo Generating Station oba te czynniki odgrywają znaczenie. Jeden z bloków energetycznych nie spełnia przepisów federalnych dotyczących emisji, więc planowano jego zamknięcie, jeden z sześciu udziałowców elektrowni pozbył się w niej udziałów, a drugi planuje to zrobić, a jej największy klient już poinformował władze elektrowni, że ma zamiar kupować energię taniej na rynku hurtowym. Wszystkie te czynniki przypieczętowały los elektrowni, której moc wynosi 2,25 GW.
      Z czasem rośnie średnia wielkość zamykanej elektrowni węglowej. Obecnie pozostało już niewiele małych elektrowni. Gdy już rynek zostanie wyczyszczony ze starych niewydajnych elektrowni, logicznym jest, że następnie przyjdzie kolej na większe zakłady i będzie to miało większy wpływ na klimat, dodaje Larsen.
      Nie należy się jednak spodziewać, że w najbliższym czasie masowo będą zamykane wielkie amerykańskie elektrownie węglowe. Te, które pozostały mają zainstalowane wszystkie wymagane prawem urządzenia oczyszczające, więc nie wisi nad nimi niebezpieczeństwo niespełnienia norm oraz dobrze sobie radzą przy obecnych cenach energii ze źródeł alternatywnych. Jednak, jak zwracają uwagę analitycy, ostatnie wydarzenia pokazują, że mamy do czynienia z trendem, przed którym elektrownie węglowe nie mają się jak bronić.
      Mike O'Boyle z organizacji Energy Innovation zwraca uwagę, że ostatnio zamykane są wielkie elektrownie w takich stanach jak Arizona, Kentucky czy Pennsylvania. To nie polityka klimatyczna doprowadziła do ich zamknięcia. Po prostu z czasem elektrownie węglowe stają się coraz droższe w utrzymaniu.
      Niestety, musimy sobie zdawać też sprawę z faktu, że zamykanie elektrowni węglowych nie musi oznaczać zmniejszenia emisji przez sektor energetyczny. Wręcz przeciwnie. W 2018 roku po raz pierwszy od wielu lat emisja z sektora produkcji energii wzrosła, gdyż zwiększyło się zapotrzebowanie na energię, co pociągnęło za sobą wzrost emisji z gazu naturalnego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Duży obszar Afryki, doświadczany suszą i zmianą sposobu użytkowania ziemi emituje rocznie tyle dwutlenku węgla, co 200 milionów samochodów. Obserwacje satelitarne pozwoliły stwierdzić, że emisja CO2 z północnych obszarów tropikalnej Afryki wynosi od 1 do 1,5 miliarda ton rocznie.
      Na podstawie uzyskanych danych naukowcy przypuszczają, że źródłem emisji w zachodniej Etiopii i wschodnich częściach tropikalnej Afryki jest grunt, zdegradowany w wyniku długotrwałych powtarzających się susz lub wskutek działalności człowieka. Potrzebne są jednak dodatkowe badania, by jednoznacznie określić źródło i przyczynę emisji.
      Uczeni z University of Edinburgh, którzy podczas analiz wykorzystali dane dostarczone z Japanese Greenhouse Gases Observing Satellite (GOSAT) i Orbiting Carbon Observatory (OCO-2), mówią, że gdyby badania były prowadzone tylko na miejscu, to prawdopodobnie nie zauważono by tak wielkiego źródła emisji. Odczyty z satelitów zostały porównane z modelami atmosferycznymi wykazującymi zmiany w wegetacji, pomiarami poziomu wód gruntowych, danymi o pożarach i poziomie fotosyntezy.
      Tropiki są domem dla 1/3 z trzech miliardów drzew rosnących na Ziemi oraz dla węgla w nich uwięzionego. Na razie ledwie zaczynamy rozumieć, w jaki sposób zareagują one na zmiany klimatu. Sądzimy, że dzięki danym satelitarnym będziemy wiedzieli coraz więcej, mówi główny autor badań, profesor Paul Palmer.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Uprawa ryżu przy takim stężeniu węgla w atmosferze, jaki możemy osiągnąć już w 2050 roku będzie oznaczała, że roślina ta straci od 17 do 30 procent zawartości witaminy B. Badania przeprowadzone przez Harvard T.H. Chan School of Public Health pokazują, jak zjawisko to narazi dziesiątki milionów ludzi na niedobory witamin, przede wszystkim tiaminy, ryboflawiny i kwasu foliowego.
      Z badań wynika, że najbardziej dotknięci niedoborami będą mieszkańcy Afryki i Azji, których dieta jest w olbrzymiej mierze oparta na ryżu.
      Okazuje się, że rosnące stężenie atmosferycznego CO2 spowoduje, że dodatkowe 132 miliony ludzi będą cierpiały na niedobór kwasu foliowego, 67 milionów więcej doświadczy niedoborów tiaminy, a niedobory ryboflawiny dotkną dodatkowych 40 milionów osób.
      Naukowcy z Harvarda wyliczają, że same tylko niedobory kwasu foliowego u ciężarnych kobiet spowodują 0,5-procentowy wzrost liczby dzieci z wadą cewy nerwowej, co przełoży się na utratę dodatkowych 27 900 lat życia rocznie oraz dodatkowych 260 zgonów w roku.  Wady cewy nerwowej to m.in. bezmózgowie czy przepukliny oponowo-rdzeniowe.
      Jako, że zwiększone stężenie dwutlenku węgla spowoduje spadek wartości odżywczej wielu roślin uprawnych, należy spodziewać się, że na całym świecie nastąpi wzrost problemów zdrowotnych związanych z niedoborem witamin i innych składników odżywczych. Już wcześniejsze badania wykazały, iż dojdzie do zmniejszenia zawartości białka, żelaza i cynku w pszenicy oraz żelaza i cynku w soi oraz grochu.
      Przed trzema miesiącami informowaliśmy o badaniach przeprowadzonych przez Chińską Akademię Nauk, której autorzy ostrzegli, że w warunkach wyższego stężenia CO2 spada zawartość azotu, potasu, wapnia, protein i aminokwasów w pszenicy.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...