Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Wzrost temperatury i ilość CO2 zdecydują o przetrwaniu lasów

Recommended Posts

Rośliny potrzebują dwutlenku węgla do przeprowadzania fotosyntezy. Zatem więcej dwutlenku węgla w atmosferze zwiększa wzrost roślin (mechanizm ten, o czym informowaliśmy, w tak prosty sposób działa jedynie w warunkach laboratoryjnych). Jednocześnie jednak więcej CO2 w atmosferze oznacza wyższą temperaturę, co może m.in. spowodować niedobory wody potrzebnej rośliną, ograniczać ich wzrost i zwiększać ryzyko usychania. Na łamach PNAS ukazał się właśnie artykuł, którego autorzy stwierdzają, że od poziomu CO2 czy ogólnego wzrostu temperatury ważniejszy dla roślin jest stosunek obu tych czynników.

Korzyścią, jaką lasy odnoszą ze zmiany klimatu, jest zwiększony poziom atmosferycznego CO2, dzięki czemu drzewa mogą zużywać mniej wody przy bardziej intensywnej fotosyntezie. Jednak problemem związanym ze zmianą klimatu są rosnące temperatury, które powodują, że drzewa zużywają więcej wody, a fotosynteza przebiega wolniej. Na podstawie realistycznego modelu fizjologii drzew zbadaliśmy wpływ tych przeciwstawnych sobie zjawisk, czytamy w artykule.

Z badań wynika, że niekorzystny wpływ wzrostu temperatury tylko do pewnej granicy będzie kompensowany przez wzrost stężenia dwutlenku węgla. Jeśli wzrost temperatury będzie szybszy niż wzrost CO2, a proporcje pomiędzy oboma zjawiskami przekroczą pewien poziom, lasy mogą sobie nie poradzić. Jak mówią naukowcy, istniały pewne różnice pomiędzy różnymi typami lasów, ale ogólny wpływ obserwowanych zjawisk był prawdziwy dla wszystkich lasów.

Wspomniana granica, powyżej której lasy przestaną sobie radzić, zależy od tego, jak szybko będą w stanie dostosować się do zmian klimatu. Niektóre gatunki drzew są w stanie zareagować fizycznymi zmianami na suszę czy inne stresory środowiskowe i dzięki nim zmaksymalizować wykorzystanie dostępnych zasobów. Drzewa te mogą na przykład zmienić kształt liści czy dostosować tempo fotosyntezy.

Autorzy badań przyjrzeli się wpływowi wzrostowi CO2 i temperatury na lasy w USA. Sprawdzili też, czy zdolności aklimatyzacyjne różnych gatunków drzew będą odgrywały tutaj rolę.

Okazało się, że jeśli lasy będą w stanie się zaaklimatyzować, to dodatkowa koncentracja CO2 na każdy 1 stopień wzrostu temperatury musi wynieść co najmniej 67 ppm, by drzewa nadal mogły rosnąć. Taki scenariusz rozwoju sytuacji przewiduje 71% modeli klimatycznych wykorzystanych na potrzeby obecnych badań. Jeśli zaś drzewom nie uda się zaaklimatyzować, to wzrost koncentracji CO2 musi wynieść co najmniej 89 ppm na każdy stopień. Taki scenariusz jest przewidywany przez nieco ponad połowę wykorzystanych modeli. To zaś oznacza, że wciąż istnieje olbrzymia niepewność co do tego, co stanie się z lasami.

Dodatkowym problemem jest fakt, że nawet jeśli wspomniany stosunek CO2 do temperatury wykroczy poza określoną granicę na jeden sezon lub podobnie krótki czas, drzewa mogą zacząć wymierać. Ponadto autorzy badań nie brali pod uwagę wzrostu temperatur na pasożyty drzew czy pożary lasów.


« 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

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Madrycki IMDEA Energy Institute we współpracy z Politechniką Federalną w Zurichu (ETH) uruchomił pierwszą na świecie pilotażową instalację słoneczną do produkcji paliwa lotniczego, nafty, z pary wodnej i dwutlenku węgla pozyskiwanych z powietrza. Uruchomienie instalacji to pokłosie badawczej demonstracyjnej rafinerii słonecznej, która ruszyła w 2019 roku na dachu ETH Machine Laboratory.
      Znaną alternatywą dla tradycyjnych paliw kopalnych jest produkcja ich z gazu syntezowego, wytwarzanego w procesie syntezy Fischera-Tropscha. Naukowcy z ETH Zurich zauważyli, że do produkcji gazu można wykorzystać metodę termochemiczną napędzaną energią słoneczną. W metodzie tej woda i dwutlenek węgla przechodzą szereg reakcji i powstaje gaz syntezowy.
      Teraz, wraz z Hiszpanami, stworzyli prototypową instalację. Składa się ona z wieży koncentrującej promienie słoneczne, reaktora i jednostki zamieniającej gaz na paliwo metodą syntezy Fischera-Tropscha. Na wieży znajduje się podążający za Słońcem heliostat, który koncentruje promienie słoneczne na znajdującym się obok reaktorze. Reaktor ma kształt wnęki wyłożonej ceramicznymi porowatymi strukturami z tlenku ceru (IV). Dzięki skoncentrowanym promieniom słonecznym w reaktorze panuje temperatura około 1500 stopni Celsjusza, co wystarcza, by rozbić przechwycone z atmosfery dwutlenek węgla i parę wodną i wytworzyć z nich gaz syntezowy. Następnie w jednostce zamieniającej gaz w ciecz, powstaje nafta.
      Produkowane w ten sposób paliwo jest – pod względem emisji węgla – całkowicie neutralne. Podczas jego spalania do atmosfery trafia tyle węgla, ile zostało z niej wycofane na potrzeby produkcji paliwa. Nasza pilotażowa instalacja to wciąż obiekt demonstracyjny dla celów badawczych. Jest to jednak kompletny obiekt przemysłowy, który jest odpowiedni do implementacji w masowej produkcji. Wytwarzany tutaj syngas jest takiej samej jakości i czystości jak ten powstający z używanej obecnie przemysłowo syntezie Fischera-Tropscha, zauważają autorzy badań.
      Efektywność konwersji energii słonecznej na energię gazu syntezowego wynosi tutaj 4,1%, co jest rekordem w dziedzinie termochemicznej produkcji paliw. To jednak wciąż zbyt mało, by technologia ta była konkurencyjna względem innych metod. Już jednak wiadomo, że wynik ten można będzie poprawić. Zmierzona efektywność konwersji została bowiem osiągnięta bez jakiegokolwiek systemu odzyskiwania ciepła opadowego. Tymczasem wiadomo, że w przypadku tego typu reakcji marnuje się ponad 50% energii słonecznej. Część z tej energii można odzyskać. Przeprowadzone przez nas analizy termodynamiczne wskazują, że rozsądnie zaprojektowany system odzyskiwania ciepła pozwoli na zwiększenie efektywności energetycznej systemu do ponad 20%, zapewnia profesor Aldo Steinfeld z ETH, który stał na czele zespołu badawczego.
      Obecnie naukowcy pracują nad zoptymalizowaniem ceramicznych elementów reaktora. Kolejnym stojącym przed nimi wyzwaniem będzie przeskalowanie instalacji do produkcji masowej.
      Jako, że nowe technologie są znacznie droższe od już wdrożonych, nie należy liczyć na to, że początkowo paliwo lotnicze „z powietrza” będzie tańsze. Profesor Steinfeld uważa, że może ono rozpowszechnić się na rynku, gdy wprowadzone zostaną prawne rozwiązania dotyczące ograniczenia zanieczyszczeń przez przemysł lotniczy. Może to być na przykład wymóg, by do paliw kopalnych dodawać paliwa uzyskiwane bardziej ekologicznymi metodami. Początkowo wymóg taki mógłby dotyczyć niewielkiej domieszki, rzędu 1-2%. To, co prawda, podniosłoby cenę paliwa lotniczego, ale byłaby to podwyżka niezauważalna, rzędu kilku euro na przeciętny lot, mówi Stainfeld. Powolne zwiększanie ilości domieszki prowadziłoby do zwiększanie inwestycji i budowę nowych instalacji do produkcji bezemisyjnego paliwa lotniczego. Zdaniem Stainfelda ekologiczne paliwo lotnicze stałoby się konkurencyjne cenowo do czasu, aż jego obowiązkowe domieszki sięgnęłyby 10–15 procent.
      Wszystko wskazuje jednak na to, że na rynkowy debiut nowego paliwa nie trzeba będzie czekać aż tak długo. Z laboratorium Steinfelda wydzielono już komercyjną firmę Synhelion, która w 2023 roku chce rozpocząć budowę pełnoskalowej instalacji przemysłowej i współpracuje z liniami lotniczymi SWISS, które – przynajmniej podczas niektórych lotów – mają używać wyłącznie paliwa wytwarzanego „z powietrza”.
      Ze szczegółami można zapoznać się na łamach pisma Joule.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W czasie gdy wielu z nas starało się uchronić przed upałami, w Tatrach zanotowano lipcowy rekord zimna. Ustawiona przez „Łowców Mrozu” stacja pomiarowa w Litworowym Kotle wskazała -5,7 stopnia Celsjusza. Taka temperatura to wynik ukształtowania terenu, zjawisk krasowych i odpowiedniej pogody, wyjaśnił Kamil Filipowski.
      Projekt „Łowców Mrozu” to pomysł Kamila Filipowskiego, Arnolda Jakubczyka i Michała Wróbla. Na czele grupy stoi doktor Bartosz Czernecki z Zakładu Meteorologii i Klimatologii Wydziału Nauk Geograficznych i Geologicznych Uniwersytetu im. Adama Mickiewicza w Poznaniu. Celem projektu jest mierzenie temperatur w tatrzańskich mrozowiskach.
      Naukowcy rozpoczęli pomiary 20 czerwca w dwóch mrozowiskach, Litworowym Kotle i Mułowym Kotle. Należą one do masywu Czerwonych Wierchów w Tatrach Zachodnich. O ile na przykład w Alpach tego typu miejsc jest dużo, to Czerwone Wierchy są jedynym miejscem w Tatrach, gdzie woda znajduje odpływ w systemie szczelin, więc istnieją suche kotły, w których może gromadzić się suche powietrze. Mamy tutaj więc do czynienia z przyziemną inwersją radiacyjnej wzmacnianą efektem orograficznym, spowodowanym ukształtowaniem terenu. Inwersja zaś działa tym lepiej, im mniej wilgoci w powietrzu i przy braku chmur. Kotły w masywie Czerwonych Wierchów są zaś położone wyżej nad poziomem morza od innych mrozowisk w Polsce i dlatego właśnie są tak interesujące dla poszukujących najniższych letnich temperatur.
      „Łowcy Mrozu” nie poszukują niskich temperatur jedynie latem. Mają nadzieję, że zimą również odnotują rekordy. Obecnie polski rekord zimna wynosi -40,6 stopni Celsjusza i odnotowano go w Żywcu w 1929 roku.
      Naukowcy nie poprzestają na odnotowywaniu rekordów. Chcą zbadać mikroklimat mrozowisk tatrzańskich w masywie Czerwonych Wierchów. Ich pracę można wesprzeć na Zrzutce.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Ekstrema pogodowe mają negatywny wpływ na ludzkie zdrowie. Nie od dzisiaj wiemy, że np. fale upałów mogą jednorazowo powodować olbrzymią liczbę zgonów. Są one przejawem braku stabilności pogody, a ta kwestia umykała dotychczas uwadze specjalistów. Międzynarodowa grupa ekspertów, która zbadała wpływ krótkoterminowych dużych wahań temperatury na śmiertelność wśród ludzi alarmuje, że zmienność temperatury ma podobny wpływ na śmiertelność, jak zanieczyszczenie powietrza.
      Naukowcy m.in. z Australii, Chin, USA, Estonii, Irlandii czy Japonii zbadali związek pomiędzy zmiennością temperatury a przypadkami zgonów w 750 miastach na całym świecie. Posłużyli się przy tym danymi z lat 2000–2019 i odkryli, że krótkoterminowe zmiany temperatury zabijają około 1,75 miliona osób rocznie. Zauważyli też, że w większości Azji, w Australii oraz Nowej Zelandii odsetek nadmiarowych zgonów spowodowanych niestabilnością temperatur jest wyższy niż światowa mediana. W artykule Global, regional, and national burden of mortality associated with short-term temperature variability from 2000–19: a three-stage modelling study opublikowanym na łamach The Lancet. Planetary Health czytamy, że w latach 2000–2019 liczba nadmiarowych zgonów spowodowanych niestabilnością temperatur rosła w tempie 4,6% na dekadę.
      Największe wzrosty na dekadę zanotowano w Australii i Nowej Zelandii (po 7,3%), Europie (4,4%) i Afryce (3,3%).
      Jako, że z powodu zmienności temperatury umiera średnio 1,75 miliona osób rocznie oznacza to, że czynnik ten odpowiada za 3,4% wszystkich zgonów i powoduje 26 nadmiarowych zgonów na 100 000 osó. Najwyższy odsetek nadmiarowych zgonów z tego powodu odnotowano w Azji (4,7%), Oceanii (3,2%) oraz oby Amerykach (2,7%).
      Opublikowano też listę 20 krajów o największym odsetku nadmiarowych zgonów z powodu zmienności temperatury. W roku 2019 na 1. miejscu listy uplasowała się Arabia Saudyjska (8,0%), następnie był Irak (7,7%) oraz Kuwejt (7,4%). Jedynym krajem EU, który znalazł się wśród tych 20 państw jest Cypr (5,3% nadmiarowych zgonów).

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie (UWM) pracują nad rozwiązaniami technologicznymi, które pozwolą na hodowlę i wykorzystanie glonów Chlorella na dużą skalę. Zespół skupia się na ich zdolności do pochłaniania dwutlenku węgla i możliwości wykorzystania olejów zawartych w komórkach alg. Jak podkreślono w komunikacie uczelni, już teraz wiadomo, że glony mogą kumulować go o wiele więcej niż inne znane nam rośliny oleiste.
      Uzyskane dotąd wyniki są na tyle obiecujące, że rozpoczęły się poszukiwania zakładów przemysłowych do testów. Prowadzone są już pierwsze rozmowy, uczeni zgłosili też swój pomysł do programu ogłoszonego przez Grupę Azoty.
      Pożądane właściwości Chlorelli
      Glony mają ogromny potencjał. My skupiliśmy się na tych właściwościach Chlorelli,  które mogłyby zostać z powodzeniem wykorzystane w przemyśle energetycznym, czyli produkcji biooleju oraz zdolności wychwytywania dwutlenku węgla - tzw. biosekwestracji – wyjaśnia prof. dr. hab. inż. Marcin Zieliński.
      Podstawowym celem zespołu jest stworzenie warunków do hodowli w jak najkrótszym czasie i możliwie najniższym kosztem jak największej ilości alg, które będą wychwytywać maksymalnie dużo dwutlenku węgla i przy okazji zgromadzą jak najwięcej biooleju.
      Potencjalne zastosowania biooleju
      Olej wytwarzany przez glony można wykorzystać w przemyśle spożywczym, a także jako produkt prozdrowotny/suplement diety i biopaliwo. Aby z tego oleju mogło powstać biopaliwo, konieczne jest przeprowadzenie różnych procesów, w wyniku których zostanie uzyskany biodiesel, ale z naszych badań wynika, że jest to jak najbardziej możliwe - wyjaśnia dr Paulina Rusanowska.
      Czas na testy w zakładach przemysłowych
      Opracowane rozwiązania zostały już przetestowane w warunkach laboratoryjnych. Teraz naukowcy szukają zakładów przemysłowych, które byłyby zainteresowane ich sprawdzeniem. Zależy nam na współpracy z firmami, które np. produkują spaliny i chcą ograniczyć emisję CO2. Glony można wykorzystać do oczyszczania spalin z dwutlenku węgla, a przy okazji uzyskać także inne cenne produkty, jak np. bioolej czy nawóz organiczny z alg - zachwala prof. Zieliński.
      Dr Rusanowska dodaje, że na tym etapie można już ze sporą dozą pewności powiedzieć, że możliwe jest opłacalne hodowanie Chlorelli w dużym zakładzie przemysłowym. Należy się, oczywiście, liczyć z wkładem początkowym, bo konieczne jest wybudowanie reaktorów do hodowli oraz zapewnienie światła i pożywki na bazie fosforu i azotu. Wierzymy jednak, że zaproponowane przez nas rozwiązania zafunkcjonują i taka inwestycja będzie się opłacać.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Spodziewaliśmy się, że temperatury będą powoli rosły, a nie spadały, mówią naukowcy badający Neptuna. Analiza danych zebranych w ciągu ostatnich dwóch dekad ujawniła, że Neptun, najbardziej odległa planeta Układu Słonecznego, ochładza się. A powinien się ocieplać, gdyż zaczyna się na nim lato.
      Neptun znajduje się w odległości 30 jednostek astronomicznych od Słońca. Jeden rok na Neptunie trwa 165 lat ziemskich. A każda z pór roku trwa tam ponad 40 ziemskich lat. Od dwóch dekad południowa półkula Neptuna wchodzi w okres astronomicznego lata. W tym czasie średnia temperatura – zamiast rosnąć – spadła o 8 stopni Celsjusza. To niespodziewana zmiana. Obserwujemy Neptuna na początkach lata na półkuli południowej, więc spodziewaliśmy się, że temperatura będzie powoli rosła, a nie spadała, mówi główny autor najnowszych badań, Michael Roman z University of Leicester.
      Zespół Rowana analizował dane z obserwacji w podczerwieni dostarczone w latach 2003–2018 przez Very Large Telescope w Chile, Teleskopy Keck i Subaru na Hawajach oraz Teleskop Kosmiczny Spitzera. Uczeni nie tylko zauważyli spadek temperatury, ale odnotowali też fakt, że nie był on równomierny. Pomiary stratosfery wykazały, że nad biegunem południowym jej temperatura rośnie i to bardzo szybko. W latach 2018–2020 – bo tylko takimi danymi dysponowali uczeni – zwiększyła się ona o 11 stopni Celsjusza.
      Zaskoczenie naukowców można w dużej mierze tłumaczyć faktem, że dopiero od niedawna jesteśmy w stanie tak dokładnie badań Neptuna. Dotychczas zebraliśmy dane obejmujące mniej niż połowę pór roku Neptuna, przyznaje współautor badań, Glenn Orton. Uczeni nie wiedzą, czym mogą być spowodowane niespodziewane zmiany temperatury Neptuna, ale przypuszczają, że mogą być one powiązane między innymi z 11-letnim cyklem słonecznym. Zmiany temperatury mogą mieć związek z sezonowymi zmianami składu atmosfery Neptuna, które mogą wpływać na efektywność jej chłodzenia się. Ale wpływ mogą mieć też przypadkowe zmiany pogodowe czy 11-letni cykl aktywności słonecznej, przyznaje Orton.
      Już wcześniejsze badania sugerowały, że może istnieć związek pomiędzy liczbą plam na Słońcu a jasnością Neptuna. Teraz być może widzimy związek pomiędzy plamami na Słońcu, jasnością chmur na Neptunie, a temperaturą stratosfery.
      Naukowcy z wielką nadzieją oczekują rozpoczęcia badań przez Teleskop Kosmiczny Jamesa Webba (JWST). Dzięki niezwykłej czułości instrumentu MIRI będzie można stworzyć bezprecedensowo szczegółowe mapy składu chemicznego i rozkładu temperatur w atmosferze Neptuna, co pozwoli nam lepiej zrozumieć naturę obserwowanych zmian, stwierdził profesor Leigh Fletcher z University of Leicester.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...