Oceany tracą zdolność chronienia Ziemi przed zmianami klimatu
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Inżynierowie lotniczy i kosmiczni z MIT odkryli, że sposób, w jaki emisja gazów cieplarnianych wpływa na atmosferę, zmniejszy liczbę satelitów, które można będzie umieścić na niskiej orbicie okołoziemskiej (LEO). Na łamach Nature Sustainability stwierdzają, że rosnąca emisja gazów cieplarnianych zmniejsza zdolność atmosfery do usuwania odpadków krążących wokół Ziemi.
Badacze zauważyli, że dwutlenek węgla i inne gazy cieplarniane powodują, iż górne warstwy atmosfery się kurczą. Głównie interesuje ich termosfera, w której krąży Międzynarodowa Stacja Kosmiczna i większość satelitów. Gdy termosfera się kurczy, jej zmniejszająca się gęstość prowadzi do zmniejszenia oporów, a to właśnie opór aerodynamiczny jest tym czynnikiem, który powoduje, że kosmiczne śmieci – chociażby pozostałości po nieczynnych satelitach – opadają w kierunku Ziemi i płoną w atmosferze. Mniejszy opór oznacza, że odpady takie będą dłużej znajdowały się na orbicie, zatem ich liczba będzie rosła, a to zwiększa ryzyko kolizji z działającymi satelitami i innymi urządzeniami znajdującymi się w tych samych rejonach.
Naukowcy przeprowadzili symulacje, których celem było sprawdzenie, jak emisja dwutlenku węgla wpłynie na górne partie atmosfery i astrodynamikę. Wynika z nich, że do roku 2100 pojemność najpopularniejszych regionów orbity zmniejszy się o 50–66 procent właśnie z powodu gazów cieplarnianych.
Nasze zachowanie na Ziemi w ciągu ostatnich 100 lat wpływa na to, w jaki sposób będziemy używali satelitów przez kolejnych 100 lat, mówi profesor Richard Linares z Wydziału Aeronautyki i Astronautyki MIT. Emisja gazów cieplarnianych niszczy delikatną równowagę górnych warstw atmosfery. Jednocześnie gwałtownie rośnie liczba wystrzeliwanych satelitów, szczególnie telekomunikacyjnych, zapewniających dostęp do internetu. Jeśli nie będziemy mądrze zarządzali satelitami i nie ograniczymy emisji, orbita stanie się zbyt zatłoczona, co będzie prowadziło do większej liczby kolizji i większej liczby krążących na niej szczątków, dodaje główny autor badań, William Parker.
Termosfera kurczy się i rozszerza w 11-letnich cyklach, związanych z cyklami aktywności słonecznej. Gdy aktywność naszej gwiazdy jest niska, do Ziemi dociera mniej promieniowania, najbardziej zewnętrzne warstwy atmosfery tymczasowo się ochładzają i kurczą. W okresie zwiększonej aktywności słonecznej są one cieplejsze i rozszerzają się.
Już w latach 90. naukowcy stworzyli modele, z których wynikało, że w miarę ocieplania się klimatu na Ziemi, górne warstwy atmosfery będą się schładzały, co doprowadzi do kurczenia się termosfery i zmniejszania jej gęstości.
W ciągu ostatniej dekady nauka zyskała możliwość precyzyjnych pomiarów oporu aerodynamicznego działającego na satelity. Pomiary te pokazały, że termosfera kurczy się w odpowiedzi na zjawisko wykraczające poza naturalny 11-letni cykl. Niebo dosłownie spada, w tempie liczonych w dziesięcioleciach. A widzimy to na podstawie zmian oporów doświadczanych przez satelity, wyjaśnia Parker.
Naukowcy z MIT postanowili sprawdzić, w jaki sposób to zmierzone zjawisko wpłynie na liczbę satelitów, które można bezpiecznie umieścić na niskiej orbicie okołoziemskiej. Ma ona wysokość do 2000 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Obecnie na orbicie tej znajduje się ponad 10 000 satelitów. Ich liczba jest już tak duża, że operatorzy satelitów standardowo muszą wykonywać manewry unikania kolizji. Każda taka kolizja oznacza nie tylko zniszczenie satelity, ale też pojawienie się olbrzymiej liczby szczątków, które będą krążyły na orbicie przez kolejne dekady i stulecia, zwiększając ryzyko kolejnych kolizji.
W ciągu ostatnich 5 lat ludzkość umieściła na LEO więcej satelitów, niż przez wcześniejszych 60 lat. Jednym z głównych celów badań było sprawdzenie, czy sposób, w jaki obecnie prowadzimy działania na niskiej orbicie okołoziemskiej można będzie utrzymać w przyszłości. Naukowcy symulowali różne scenariusze emisji gazów cieplarnianych i sprawdzali, jak wpływa to na gęstość atmosfery i opór aerodynamiczny. Następnie dla każdego z tych scenariuszy sprawdzali jego wpływ na astrodynamikę i ryzyko kolizji w zależności od liczby obiektów znajdujących się na orbicie. W ten sposób obliczali „zdolność ładunkową” orbity. Podobnie jak sprawdza się, ile osobników danego gatunku może utrzymać się w danym ekosystemie.
Z obliczeń wynika, że jeśli emisja gazów cieplarnianych nadal będzie rosła, to liczba satelitów, jakie można umieścić na wysokości od 200 do 1000 kilometrów nad Ziemią będzie o 50–66 procent mniejsza niż w scenariuszu utrzymania poziomu emisji z roku 2000. Jeśli „zdolność ładunkowa” orbity zostanie przekroczona, nawet lokalnie, dojdzie do całej serii kolizji, przez co pojawi się tyle szczątków, że orbita stanie się bezużyteczna.
Autorzy badań ostrzegają, że niektóre regiony orbity już zbliżają się do granicy ich „zdolności ładunkowej”. Dzieje się tak głównie przez nowy trend, budowanie megakonstelacji olbrzymiej liczby małych satelitów, takich jak Starlink SpaceX.
Polegamy na atmosferze, która oczyszcza orbitę z pozostawionych przez nas odpadów. Jeśli atmosfera się zmienia, zmienia się też środowisko, w którym znajdują się odpady. Pokazujemy, że długoterminowe możliwości usuwania odpadów z orbity są uzależnione od zmniejszenia emisji gazów cieplarnianych, podsumowuje Richard Linares.
Specjaliści szacują, że obecnie na orbicie znajduje się 40 500 odpadków o rozmiarach większych niż 10 cm, 1 milion 100 tysięcy odpadków wielkości od 1 do 10 cm oraz 130 milionów śmieci wielkości od 1 mm do 1 cm. Nawet te najmniejsze odpady stanowią duże zagrożenie. Średnia prędkość kolizji, do jakich między nimi dochodzi, to 11 km/s czyli około 40 000 km/h.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Toronto bezpośrednio powiązali spadek populacji niedźwiedzi polarnych żyjących w zachodniej części Zatoki Hudsona ze zmniejszającą się wskutek globalnego ocieplenia powierzchnią lodu morskiego. Opracowany model wykazał, że liczba niedźwiedzi się zmniejsza, gdyż zwierzęta nie są w stanie zapewnić sobie wystarczającej ilości energii, gdyż krócej mogą polować na foki. Utrata lodu morskiego oznacza, że niedźwiedzie coraz mniej czasu w roku spędzają na polowaniach, a coraz więcej poszczą na lądzie, mówi główna autorka badań, Louise Archer.
Skrócenie sezonu polowań negatywnie wpływa na równowagę energetyczną zwierząt, co prowadzi do zmniejszenia reprodukcji, spadku przeżywalności młodych i spadku liczebności całej populacji. Wykorzystany model badał ilość energii, jaką niedźwiedzie pozyskują obecnie polując na foki i ilość energii, jaką potrzebują, by rosnąć i się rozmnażać. Unikatową cechą tego modelu jest jego zdolność do śledzenia pełnego cyklu życiowego poszczególnych zwierząt. Wyniki uzyskane z modelu porównano z danymi dotyczącymi niedźwiedzi z zachodnich regionów Zatoki Hudsona, zgromadzonymi w latach 1979–2021. W ciągu tych 42 lat populacja niedźwiedzi spadła o niemal 50%. Zmniejszyła się też masa poszczególnych osobników. W ciągu 37 lat waga przeciętnej dorosłej samicy zmniejszyła się o 39 kilogramów, a przeciętnego 1-rocznego zwierzęcia o 26 kg.
Okazało się, że model trafnie opisał, że takie procesy miały miejsce, co oznacza, że będzie też dobrze przewidywał to, co stanie się w przyszłości. Co więcej jednak, wykazał, że istnienie związek pomiędzy zmniejszaniem się zasięgu lodu morskiego, a spadkiem populacji niedźwiedzi.
Im krócej niedźwiedzie mogą polować, tym mniej mleka wytwarza samica, co jest niebezpieczne dla młodych. Małe niedźwiadki zginą, jeśli przed pierwszym w życiu sezonem postu nie osiągną odpowiedniej masy ciała. Samice mają też mniej młodych – tutaj zauważono spadek o 11% w czasie 40 lat – a potomstwo pozostaje z nimi na dłużej, gdyż później zyskuje zdolność do samodzielnego przeżycia. To bardzo proste. Przeżywalność młodych ma bezpośrednie przełożenie na przeżycie populacji, dodaje Archer.
Zachodnia część Zatoki Hudsona od dawna uważana jest za region, w którym wcześnie pojawiają się zjawiska dotykające całej światowej populacji niedźwiedzi polarnych. Arktyka ociepla się 4-krotnie szybciej niż reszta globu, więc podobne problemy czekają inne populacje niedźwiedzi. To jedna z najbardziej na południe wysuniętych populacji i jest monitorowana od dawna, więc mamy bardzo dobre dane na jej temat, stwierdza profesor Péter Molnár, który specjalizuje się w badaniu wpływu globalnego ocieplenia na duże ssaki. Mamy bardzo solidne podstawy, by wierzyć, że to, co dzieje się z niedźwiedziami polarnymi tutaj, będzie działo się z tym gatunkiem w innych regionach. Tan model opisuje przyszłość niedźwiedzi, dodaje uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dotychczasowe badania pokazywały, że w Stanach Zjednoczonych koncerny wydobywcze, konserwatywne ośrodki analityczne oraz konserwatywni filantropi biorą udział w finansowaniu grup powątpiewających w ocieplenie klimatu, służąc w ten sposób swoim interesom gospodarczym czy politycznym. Jared Furuta i Patricia Bromley z Uniwersytetu Stanforda przyjrzeli się, jak wygląda to w innych krajach.
Okazało się, że grupy czy organizacje zaprzeczające globalnemu ociepleniu są bardziej aktywne tam, gdzie prowadzona jest bardziej zdecydowana polityka na rzecz przeciwdziałania zmianom klimatu, ale ma to mniejszy związek z interesami gospodarczymi czy zależnością kraju od paliw kopalnych.
Furuta i Bromley przeprowadzili analizy statystyczne dotyczące ponad 160 krajów oraz działających w nich setek organizacji zaprzeczających zmianom klimatu. Zauważyli pozytywny związek pomiędzy polityką na rzecz zapobiegania zmianom klimatu a aktywnością i liczebnością grup zmianom tym zaprzeczającym. Jednak nie znaleźli związku pomiędzy interesami gospodarczymi kraju, wyrażanymi czy to przez emisję gazów cieplarnianych czy przez posiadanie lub zależność od paliw kopalnych, a aktywnością i siłą takich grup. Nie znaleźli też zależności pomiędzy siłą grup, a innymi czynnikami, takimi jak poziomem rozwoju gospodarczego, nierównościami społecznymi, powiązaniami z USA czy ideologią głównych graczy politycznych.
Wyniki badań sugerują zatem, że pojawianie się i działalność grup czy organizacji zaprzeczających zmianom klimatu jest dynamiczną reakcją na działania proekologiczne.
Obecnie w ponad 50 krajach na świecie działa co najmniej 1 niedochodowa organizacja, której celem jest podważanie wyników badań naukowych oraz działań podejmowanych w celu zapobiegania zmianom klimatu. Tego typu organizacje od dawna były aktywne w Stanach Zjednoczonych, ale w ostatnich latach wyewoluowały w ogólnoświatowy ruch. Są szczególnie widoczne w tych państwach, które prowadzą najbardziej zdecydowaną politykę klimatyczną, a nie w państwach o najwyższej emisji gazów cieplarnianych czy aktywności przemysłowej, stwierdzili autorzy badań.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2024 roku średnia temperatura oceanów była najwyższa w historii pomiarów. Niezwykle ciepła woda występowała nie tylko na powierzchni, ale również na głębokości do 2000 metrów, donosi międzynarodowy zespół naukowy, na którego czele stał profesor Cheng Lijing z Instytutu Fizyki Atmosfery Chińskiej Akademii Nauk. W badaniach wzięło udział 54 naukowców z 7 krajów, którzy zastanawiali się również, jak cieplejszy ocean wpłynie w przyszłości na życie ludzi.
Ocean jest kluczowym elementem klimatu. Przechowuje aż 90% nadmiarowego ciepła uwięzionego na Ziemi i pokrywa 70% powierzchni planety. Dlatego też w olbrzymiej mierze decyduje o wzorcach pogodowych i decyduje o klimacie oraz tempie jego zmian. Jeśli chcemy wiedzieć, co dzieje się z klimatem, odpowiedzi musimy szukać w oceanie, mówi współautor badań, profesor John Abraham z University of St. Thomas.
Trzy międzynarodowe zespoły naukowe połączyły siły pod kierunkiem profesora Lijinga i stwierdziły, że rok 2024 był rekordowy pod względem temperatury oceanu. Pomiędzy rokiem 2023 a 2024 zawartość ciepła w górnej warstwie 2000 metrów wód oceanicznych wzrosła o 16 zettadżuli (16x1021 dżuli). To około 140 razy więcej energii niż produkcja elektryczna całej ludzkości w 2023 roku. W ciągu ostatnich pięciu lat, pomimo cykli La Niña i El Niño, zawartość ciepła w oceanie rosła w tempie 15–20 zettadżuli rocznie, dodaje profesor Michael Mann z University of Pennsylvania. Regionami o rekordowo wysokiej zawartości ciepła były Ocean Indyjski, tropikalne regiony Atlantyku, Morze Śródziemne, północne regiony Atlantyku, północne regiony Pacyfiku oraz Ocean Południowy.
Rekordowo ciepła była też powierzchnia oceanu, miejsce styku wody z atmosferą. Temperatura powierzchni jest niezwykle istotna, gdyż to ona decyduje, jak szybko ciepło i wilgoć trafiają z oceanu do atmosfery, co ma gigantyczny wpływ na pogodę.
Ocean wpływa na klimat głównie poprzez zmiany koncentracji pary wodnej w atmosferze, co prowadzi do pojawiania się katastrofalnych ekstremów w cyklu obiegu wody. Para wodna jest też silnym gazem cieplarnianym, a postępujące ocieplenie prowadzi do pustynnienia, zwiększenia ryzyka susz i pożarów. Jednocześnie jednak para wodna napędza wszelkiego rodzaju burze, co podnosi ryzyko powodzi. Dotyczy to również huraganów i tajfunów, wyjaśnia doktor Kevin Trenberth z amerykańskiego Narodowego Centrum Badań Atmosfery. W roku 2024 średni temperatura powierzchni wód oceanu była o 0,05–0,07 stopnia Celsjusza wyższa niż w roku 2023.
W ubiegłym roku aż 104 kraje poinformowały o zarejestrowaniu na swoim terenie rekordowo wysokich temperatur. Zwiększyła się częstotliwość występowania ekstremalnych zjawisk pogodowych, takich jak susze, powodzie, fale upałów czy pożary. Doświadczyli ich mieszkańcy Afryki, Europy i Azji. Zjawiska takie wiążą się z olbrzymimi stratami. W samych tylko Stanach Zjednoczonych katastrofy naturalne spowodowane zmianami klimatu spowodowały od 1980 roku straty szacowane na 3 biliony dolarów.
Naukowcy są bardzo zainteresowani tym, co dzieje się w oceanie, gdyż ilość uwięzionej w nim energii cieplnej to najlepszy wskaźnik zmian klimatu. Ocean to strażnik planety. To on pochłania znaczną część nadmiarowej energii gromadzącej się w ziemskim systemie klimatycznym w wyniku emisji antropogenicznych, dodaje doktor Karina von Schuckmann z Mercator Ocean International. Musimy pamiętać, że pojemność cieplna oceanu nie jest nieograniczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W 1831 roku wielka erupcja wulkaniczna doprowadziła do globalnego spadku temperatur, zmniejszenia plonów i głodu. Felix Mendelssohn, który latem podróżował przez Alpy, pisał, że jest zimno jak w zimie, a na najbliższych wzgórzach leży głęboki śnieg. Erupcja z 1831 roku pozostawała najbardziej tajemniczą z niedawnych erupcji wulkanicznych. Wiadomo, że zaburzenia pogodowe, spadek temperatury i głód spowodował wulkan. Nie było jednak wiadomo, który. Do teraz.
Międzynarodowy zespół naukowy, na którego czele stał doktor William Hutchinson ze szkockiego University of St. Andrews poinformował o uzyskaniu idealnego dopasowania pomiędzy popiołem z 1831 roku uzyskanym z rdzenia lodowego, a popiołem z wulkanu. Dopiero od niedawna pojawiła się możliwość pozyskania mikroskopowych fragmentów popiołu z polarnych rdzeni lodowych i wykonania szczegółowych analiz chemicznych. Te fragmenty są niezwykle małe, ich średnica nie przekracza 1/10 średnicy ludzkiego włosa, mówi Hutchinson. Uczony wraz z zespołem dokładnie datował popiół i jednoznacznie powiązał go z Wulkanem Zawaryckiego na wyspie Simuszir, która stanowi część Kuryli. Erupcja utworzyła kalderę wulkaniczną o szerokości 3 kilometrów.
Analizy wykazały, że do erupcji wulkanu doszło na przełomie wiosny i lata 1831 roku. Uzyskane z rdzeni lodowych fragmenty popiołu porównano z próbkami okolicznych wulkanów, które wiele dekad wcześniej trafiły na uniwersytet. Moment, w którym badaliśmy jednocześnie próbki z rdzenia i z tego właśnie wulkanu, był niezwykły. Nie mogłem uwierzyć, że dane są identyczne. Później spędziłem wiele czasu zbierając i analizując informacje o erupcjach na Kurylach i ich zasięgu, by upewnić się, że powiązanie było prawidłowe, ekscytuje się Hutchinson. Uczony przypomina, że na Ziemi istnieje wiele słabo zbadanych wulkanów położonych w odległych regionach globu, co pokazuje, jak trudno będzie przewidzieć, gdzie i kiedy dojdzie do kolejnej wielkiej erupcji.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.