Naukowcy sprawdzili wiarygodność modeli klimatycznych na przestrzeni ostatnich 50 lat
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
W 2023 roku średnia temperatura była niemal o 1,5 stopnia wyższa od średniej sprzed rewolucji przemysłowej. Jednak naukowcy próbujący wyjaśnić ten wzrost, mają kłopoty z określeniem jego przyczyn. Gdy bowiem biorą pod uwagę emisję gazów cieplarnianych, zjawisko El Niño czy wpływ erupcji wulkanicznych, wciąż niewyjaśnione pozostaje około 0,2 stopnia wzrostu. Uczeni z Instytutu Badań Polarnych i Morskich im. Alfreda Wegenera (AWI) zaproponowali na łamach Science wyjaśnienie tego zjawiska. Według nich te brakujące 0,2 stopnia to skutek zmniejszającego się albedo – zdolności do odbijania światła – Ziemi.
Uczeni z AWI, we współpracy ze specjalistami od modelowania klimatu z European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF), przeanalizowali dane satelitarne z NASA oraz ponownie przyjrzeli się danym ECMWF. Niektóre z nich pochodziły nawet z roku 1940. Na ich podstawie sprawdzili jak przez ostatnie dziesięciolecia zmieniał się globalny budżet energetyczny oraz pokrywa chmur na różnych wysokościach. Zarówno w danych NASA, jak i ECMWF, rok 2023 wyróżniał się jako ten o najniższym albedo planetarnym. Od lat obserwujemy niewielki spadek albedo. Ale dane pokazują, że w 2023 roku albedo było najniższe od co najmniej roku 1940, mówi doktor Thomas Rackow.
Zmniejszanie się albedo Ziemi naukowcy obserwują od lat 70. Częściowo za zjawisko to odpowiadało zmniejszanie się pokrywy lodowej oraz ilości lodu pływającego w Arktyce. Mniej śniegu i lodu oznacza, że mniej promieniowania słonecznego jest odbijane przez Ziemię. Od 2016 roku efekt ten został wzmocniony przez zmniejszanie się zasięgu lodu pływającego w Antarktyce. Jednak nasze analizy pokazywały, że spadek albedo w regionach polarnych odpowiada jedynie za 15% całkowitego spadku albedo, dodaje doktor Helge Goessling. Albedo zmniejszyło się też jednak w innych regionach planety i gdy naukowcy wprowadzili dane do modeli budżetu energetycznego stwierdzili, że gdyby nie spadek albedo od grudnia 2020, to średni temperatury w roku 2023 byłyby o 0,23 stopnie Celsjusza niższe.
Na zmniejszenie albedo wpłynął przede wszystkim zanik nisko położonych chmur z północnych średnich szerokości geograficznych i z tropików. Szczególnie silnie zjawisko to zaznaczyło się na Atlantyku, co wyjaśniałoby, dlaczego był on tak niezwykle gorący. Pokrywa chmur na średnich i dużych wysokościach nie uległa zmianie lub zmieniła się nieznacznie.
Chmury na wszystkich wysokościach odbijają światło słoneczne, przyczyniając się do ochłodzenia planety. Jednak te, które znajdują się w wysokich, chłodnych warstwach atmosfery, tworzą rodzaj otuliny, który zapobiega ucieczce w przestrzeń kosmiczną ciepła wypromieniowywanego przez Ziemię. Zatem utrata chmur położonych niżej oznacza, że tracimy część efektu chłodzącego, wpływ ocieplający chmur pozostaje.
Rodzi się więc pytanie, dlaczego niżej położone chmury zanikły. Częściowo przyczyną może być mniejsza antropogeniczna emisja aerozoli, szczególnie z powodu narzucenia bardziej restrykcyjnych norm na paliwo używane przez statki. Aerozole z jednej strony biorą udział w tworzeniu się chmur, z drugiej zaś – same odbijają promieniowanie słoneczne. Jednak badacze uważają, że czystsze powietrze to nie wszystko i mamy do czynienia z bardziej niepokojącym zjawiskiem.
Ich zdaniem to sama zwiększająca się temperatura powoduje, że na mniejszych wysokościach formuje się mniej chmur. Jeśli zaś znaczna część spadku albedo to – jak pokazują niektóre modele klimatyczne – skutek sprzężenia zwrotnego pomiędzy globalnym ociepleniem a nisko położonymi chmurami, to w przyszłości powinniśmy spodziewać się jeszcze bardziej intensywnego ocieplenia. Średnia temperatura na Ziemi może przekroczyć granicę wzrostu o 1,5 stopnia Celsjusza w porównaniu z epoką przedprzemysłową wcześniej, niż sądziliśmy, dodaje Goessling.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ponad 35 milionów lat temu w Ziemię uderzyły dwie wielkie asteroidy, ale nie doprowadziły one do długotrwałych zmian klimatu, stwierdzili naukowcy z University College London. Skały miały średnicę wielu kilometrów (5–8 oraz 3–5 km) i spadły na planetę w odstępie około 25 tysięcy lat. Po jednej został 100-kilometrowy krater Popigai na Syberii, pozostałością po drugim z uderzeń jest krater w Chesapeake Bay w USA o średnicy 40–85 kilometrów. To 4. i 5. pod względem wielkości kratery uderzeniowe na Ziemi.
Na łamach Communications Earth & Environment uczone z Londynu – Bridget S. Wade i Natalie K. Y. Cheng – opublikowały właśnie artykuł, w którym informują, że w ciągu 150 tysięcy lat po uderzeniu asteroid nie stwierdziły długotrwałych zmian klimatu. Śladów takich zmian szukały w izotopach muszli stworzeń morskich, które żyły w tamtym czasie. Stosunek poszczególnych izotopów wskazuje, jak ciepłe były oceany, gdy zwierzę żyło.
Po uderzeniach nie doszło do żadnej zmiany. Spodziewałyśmy się, że stosunki izotopów zmienią się w jedną lub drugą stronę, wskazując na cieplejsze lub chłodniejsze wody, ale tak się nie stało.[...] Jednak nasze badania nie mogły wychwycić zmian w krótszych przedziałach czasu, gdyż pobierane próbki dzieliło 11 tysięcy lat. Tak więc w skali ludzkiej takie uderzenia mogłyby być katastrofami. Mogły spowodować potężne fale uderzeniowe, tsunami, wielkie pożary, mogły wzbić w powietrze olbrzymie ilości pyłów, które blokowałyby promienie słoneczne. Nawet badania, w czasie których modelowano uderzenie asteroidy Chicxulub – która zabiła dinozaury – pokazały, że po jej uderzeniu zmiana klimatu trwała mniej niż 25 tysięcy lat, stwierdza profesor Wade.
Uczone badały skamieniałości z okresu od 35,9 do 35,5 milionów lat temu. O ile po upadku asteroid nie doszło do żadnych długotrwałych zmian klimatu, to zauważyły zmiany w izotopach wskazujące, że około 100 000 lat przed pierwszym uderzeniem wody powierzchniowe oceanów ociepliły się o 2 stopnie Celsjusza, a wody głębinowe ochłodziły o 1 stopień.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Nowa krzywa globalnych temperatur wskazuje, że w fanerozoiku średnie temperatury na Ziemi zmieniały się bardziej niż przypuszczano. Naukowcy z University of Arizona i Smithsonian Institution przeprowadzili badania, w ramach których zrekonstruowali temperatury w ciągu ostatnich 485 milionów lat. To okres, w którym życie na naszej planecie zróżnicowało się, podbiło lądy i przetrwało liczne okresy wymierania.
Fanerozoik rozpoczyna się eksplozją kambryjską sprzed około 540 milionów lat i trwa do dzisiaj. Naukowcy w swoich badaniach ograniczyli się do 485 milionów lat, ze względu na niedostateczną ilość starszych danych geologicznych. Trudno jest znaleźć tak stare skały, w których zachował się zapis o panujących temperaturach. Nie mamy ich zbyt wielu nawet dla 485 milionów lat temu. To ogranicza nasze cofanie się w czasie, mówi profesor Jessica Tierney z Arizony.
Uczeni wykorzystali asymilację danych, w trakcie której połączyli zapis geologiczny z modelami klimatycznymi. Badania pozwoliły im lepiej zrozumieć, czego możemy spodziewać się w przyszłości. Jeśli badasz ostatnich kilka milionów lat, to nie znajdziesz niczego, co może być analogią dla zjawisk, jakich spodziewamy się w roku 2100 czy 2500. Trzeba cofnąć się znacznie dalej, gdy Ziemia była naprawdę gorąca. Tylko tak możemy zrozumieć zmiany, jakie mogą zajść w przyszłości, wyjaśnia Scott Wing, kurator zbiorów paleobotaniki w Smithsonian National Museum of Natural History.
Nowa krzywa temperatury pokazuje, że w tym czasie średnie temperatury na Ziemi zmieniały się w zakresie od 11,1 do 36,1 stopnia Celsjusza, a okresy wzrostu temperatur były najczęściej skorelowane ze zwiększoną emisją dwutlenku węgla do atmosfery. To jasno pokazuje, że dwutlenek węgla jest głównym czynnikiem kontrolującym temperatury na Ziemi. Gdy jest go mało, temperatury są niskie, gdy jest go dużo, na Ziemi jest gorąco, dodaje Tierney.
Badania pokazały też, że obecnie średnia temperatura jest niższa niż średnia dla większości fanerozoiku. Jednocześnie jednak antropogeniczne emisje CO2 powodują znacznie szybszy wzrost temperatury niż w jakimkolwiek momencie z ostatnich 485 milionów lat. To stwarza duże zagrożenie dla wielu gatunków roślin i zwierząt. Niektóre okresy szybkich zmian klimatycznych wiązały się z masowym wymieraniem.
Badacze zauważają, że ocieplenie klimatu może być też niebezpieczne dla ludzi. Nasz gatunek doświadczył w swojej historii zmian średnich temperatur o około 5 stopni Celsjusza. To niewiele, jak na 25-stopniową zmianę w ciągu ostatnich 485 milionów lat. Wyewoluowaliśmy w chłodnym okresie, który nie jest typowy dla większości geologicznej historii. Zmieniamy klimat w sposób, który wykracza poza to, czego doświadczyliśmy. Planeta była i może być cieplejsza, ale ludzie i zwierzęta nie zaadaptują się do tak szybkich zmian, dodaje Tierney.
Projekt zbadania temperatur w fanerozoiku rozpoczął się w 2018 roku, gdy pracownicy Smithsonian National Museum postanowili zaprezentować zwiedzającym krzywą temperatur z całego eonu. Badacze wykorzystali pięć różnych chemicznych wskaźników temperatury zachowanych w skamieniałym materiale organicznym. Na ich podstawie oszacowali temperaturę w 150 000 krótkich okresach czasu. Jednocześnie współpracujący z nimi naukowcy z University of Bristol – na podstawie rozkładu kontynentów i składu atmosfery – stworzyli ponad 850 symulacji temperatur w badanym czasie. Następnie autorzy badań połączyli oba zestawy danych, tworząc najbardziej precyzyjną krzywą temperatur dla ostatnich 485 milionów lat.
Dodatkową korzyścią z badań jest stwierdzenie, że czułość klimatu – czyli przewidywana zmiana średniej temperatury na Ziemi przy dwukrotnej zmianie stężenia CO2 – jest stała. Dwutlenek węgla i temperatury są nie tylko blisko powiązane, ale są powiązane w ten sam sposób przez 485 milionów lat. Nie zauważyliśmy, by czułość klimatu zmieniała się w zależności od tego, czy jest zimno czy gorąco, dodaje Tierney.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Imperium tybetańskie istniało w latach 618–877 i w szczytowym okresie swojej potęgi konkurowało o wpływy w Azji Środkowej z Chinami dynastii Tang i kalifatem Abbasydów. Upadło w ciągu zaledwie kilku dekad. Naukowcy szukający przyczyn jego rozpadu zwracali dotychczas uwagę przede wszystkim na czynniki społeczno-polityczne, jak konflikty pomiędzy bon, rdzenną religią Tybetu, a buddyzmem. Autorzy najnowszej pracy uważają, że zmiany klimatyczne przyspieszyły upadek państwa.
Około 618 roku niewielka społeczność zamieszkująca środkowy bieg rzeki Yarlung Tsangpo zakończyła proces jednoczenia większości Tybetu. Powstało państwo, które z powodzeniem konkurowało i walczyło z Chinami dynastii Tang, sięgnęło północnych Indii, Pamiru i Hindukuszu, rzucając wyzwanie Abbasydom. Imperium kontrolowało międzynarodowe szlaki handlowe, a u szczytu potęgi, w 763 roku, jego wojska zdobyły Chang'an, stolicę Chin.
Imperium obejmuje wówczas 4,6 miliona kilometrów kwadratowych i mieszka w nim 10 milionów ludzi. Jednak już na początku IX wieku państwo przeżywa poważne kłopoty. Rozpada się w ciągu kilku dziesięcioleci. Z chińskich źródeł dowiadujemy się, że przyczyną była rywalizacja pomiędzy generałami dowodzącymi pogranicznymi armiami. Wiemy też, że doszło do napięć pomiędzy wyznawcami buddyzmu, a tradycyjnej religii bon. Były one na tyle poważne, że w 843 buddyzm został zakazany. Przyjmuje się, że rozpad imperium nastąpił w 877 roku, do roku 889 na terenie Tybetu istniało wiele mniej lub bardziej niezależnych organizmów politycznych.
Naukowcy z Chin i Kanady wykorzystali osady z jezior z zachodniej części Wyżyny Tybetańskiej i stwierdzili, że pomiędzy VII a IX wiekiem doszło do tak znacznych zmian klimatycznych, iż odegrały one kluczową rolę w upadku imperium tybetańskiego. Okres potęgi imperium, lata ok. 600 do 800, zbiega się bowiem z niezwykle ciepłym i wilgotnym okresem. Natomiast czas, gdy imperium upadało (800-877) był okresem poważnych susz. W osadach z jezior widać, że w tym czasie okrzemki typowe dla planktonu występującego w całej kolumnie wody zostały zastąpione przez okrzemki strefy dennej (bentalu). Świadczy to o wysychaniu jezior.
Poważne susze w połączeniu ze zmniejszeniem zdolności targanego konfliktami społeczeństwa do dostosowania się do nowej rzeczywistości, mogły prowadzić do szybkiego spadku plonów, co z kolei napędzało konflikty i przyspieszyło upadek imperium. Chociaż upadek tego silnego imperium tłumaczy się często przyczynami religijnymi i politycznymi, nasze analizy pokazują, że pogarszające się warunki klimatyczne mogły upadek ten przyspieszyć, stwierdzają autorzy badań.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Podczas Zimnej Wojny US Army założyła na Grenlandii tajną bazę Camp Century. Wykonany tam odwiert o głębokości 1390 metrów sięgnął pod pokrywę lodową, pozwalając na pobranie 3,6-metrowego rdzenia gleby i skał. Rdzeń trafił do zamrażarki i zapomniano o nim. Został przypadkowo odkryty w 2017 roku. Okazało się, że w pobranej próbce znajdują się liście i mchy pochodzące z czasów, gdy ten region Grenlandii był wolny od lodu. Kiedy jednak to było? Najnowsze badania dały zaskakującą odpowiedź na to pytanie.
Jeszcze do niedawna sądzono, że Grenlandia w znacznej mierze pokryta jest lodem od wielu milionów lat. Przed dwoma laty, używając rdzenia z Camp Century, naukowcy wykazali, że prawdopodobnie nie było tam lodu mniej niż milion lat temu. Inni naukowcy, pracujący na środkowej Grenlandii, wykazali, że lód ustąpił tam co najmniej raz w ciągu ostatniego 1,1 miliona lat. Jednak dotychczas nie było wiadomo, kiedy miało to miejsce.
Naukowcy z University of Vermont, zbadali rdzeń z Camp Century wykorzystując zaawansowane techniki luminescencji oraz analizy rzadkich izotopów. Ich badania wykazały, że badane osady zostały naniesione przez płynącą wodę do wolnego od lodu środowiska w okresie interglacjalnym znanym jako Marine Isotope Stage 11. Miał on miejsce pomiędzy 424 a 374 tysiące lat temu. Badania te dowodzą, że w tym czasie znaczne obszary Grenlandii były wolne od lodu, a w wyniku ich roztapiania się poziom oceanów podniósł się o co najmniej 1,5 metra.
To pierwszy niezaprzeczalny dowód, że większa część pokrywy lodowej Grenlandii zniknęła, gdy zrobiło się cieplej, mówi współautor badań Paul Bierman. Przeszłość Grenlandii, zachowana w 3,6-metrowym rdzeniu sugeruje, że Ziemię czeka gorąca, wilgotna i w dużej mierze wolna od lodu przyszłość, chyba że znacząco zmniejszymy stężenie dwutlenku węgla w atmosferze, dodaje uczony.
Wyniki badań pokazują, że Grenlandia jest bardziej wrażliwa na zmiany klimatu niż dotychczas sądzono. Jako że znajduje się na niej wystarczająco dużo lodu, by po jego roztopieniu poziom oceanów wzrósł o 7 metrów, zagrożone są wszystkie kraje mające dostęp do mórz i oceanów.
Zawsze uważaliśmy, że pokrywa lodowa Grenlandii uformowała się około 2,5 miliona lat temu i była stabilna. Może na obrzeżach dochodziło do topnienia lub też opady śniegu powodowały, że stawała się niego grubsza, ale nigdy nie dochodziło na niej do dramatycznych zmian. Nasze badania pokazują, że zmiany takie zachodziły, dodaje Tammy Rittenour z Utach State University. To właśnie w jej laboratorium, które specjalizuje się w datowaniu luminescencyjnym, sprawdzano, kiedy ostatni raz ziarna minerałów z rdzenia były wystawione na działanie promieniowania słonecznego. Uzyskane tam wyniki skonfrontowano z badaniami izotopów w laboratorium Biermana na University of Vermont. Analizy stosunków izotopów berylu i innych pierwiastków dały odpowiedź na pytanie, jak długo skały były wystawione na działanie promieniowania kosmicznego, a jak długo były przed nim chronione przez warstwę lodu. Dzięki temu naukowcy stwierdzili, że osady pobrane w Camp Century zostały wystawione na działanie promieniowania słonecznego na mniej niż 14 000 lat przed tym, zanim znalazły się pod lodem. To pozwoliło znacząco zawęzić okres, w którym ta część Grenlandii była wolna od lodu.
Założony w latach 60. XX wieku Camp Century był tajną bazą wojskową ukrytą w tunelach wydrążonych w lodzie. Na powierzchni oficjalnie znajdowała się zaś arktyczna stacja naukowa. Baza wojskowa powstała w ramach Project Iceworm, którego celem było umieszczenie setek rakiet z głowicami atomowymi pod lodem w pobliżu granic Związku Radzieckiego. Na powierzchni prowadzono zaś badania naukowe, niejednokrotnie jedyne w swoim rodzaju. W ich ramach wykonano wspomniany głęboki odwiert. Wojskowi naukowcy zainteresowani byli samym lodem, chcieli m.in. zrozumieć ziemskie epoki lodowe. Dlatego nie przywiązywali uwagi do osadów wydobytych spod lodu. W latach 70. osady te przeniesiono z wojskowego laboratorium na University at Buffalo, gdzie pomogły w lepszym datowaniu epok lodowych. Później nikt się nimi nie interesował. W 1993 roku przekazano je na Uniwersytet w Kopenhadze. Tam o nich zapomniano.
Camp Century znajduje się 222 kilometry w głąb Grenlandii, ok. 1300 kilometrów od Bieguna Północnego. Teraz wiemy, że zaledwie 400 000 lat temu ten region był wolny od lodu. A to oznacza, że Grenlandia jest bardziej wrażliwa na ocieplenie klimatu. niż przypuszczali naukowcy. Bierman przypomina, że wówczas na morskich wybrzeżach nie było miast. Teraz znajdują się tam duże aglomeracje jak Nowy Jork, Miami, Amsterdam, Mumbaj czy Szanghaj. Kilkumetrowy wzrost poziomu morza to dla nich olbrzymie zagrożenie.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.