Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Klimat śródziemnomorski jest bardzo wrażliwy na gazy cieplarniane
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
Po raz pierwszy w historii premier Australii ogłosił stan wyjątkowy i przyznał, że z powodu zmian klimatu jego kraj staje się coraz trudniejszym miejscem do życia. W ciągu ostatnich dwóch tygodni dwa australijskie stany – Nowa Południowa Walia i Queensland – doświadczyły rekordowych opadów deszczu. Powodzie zabiły 20 osób, a tysiące domów znalazło się pod wodą.
Możliwość ogłoszenia stanu wyjątkowego znalazła się w prawodawstwie Australii niedawno, po katastrofalnych pożarach z początku roku 2020. Jego wprowadzenie ma umożliwić szybką reakcję na zagrożenia i pomoc ludności. Władze centralne mogły dzięki temu szybko przeznaczyć dziesiątki milionów dolarów dla ofiar powodzi. Osoby dorosłe otrzymają natychmiastowe wsparcie w wysokości 2000 dolarów australijskich, a dzieci po 800 dolarów.
Ekstremalne opady spowodowały ewakuację 60 000 osób, zamknięto setki szkół a mieszkańcom Sydney i regionu Illawarra w Nowej Południowej Walii doradzono, by nigdzie nie podróżowali.
Sytuacja rzeczywiście jest wyjątkowa. To najbardziej wilgotny początek roku w historii Sydney i drugi najbardziej wilgotny w historii Brisbane. W Sydney spadło już w bieżącym roku ponad 860 mm deszczu. Zwykle tyle opadów notuje się do końca lipca. Najgorsze były ostatnie dni, kiedy to pomiędzy poniedziałkiem 7 marca, a czwartkiem 10 marca na przedmieścia Sydney spadło aż 200 mm deszczu. Powodzie zatopiły budynki mieszkalne, gospodarcze, drogi, podmyte brzegi rzek. Wiele miejscowości jest odciętych od świata. Szacunki mówią o stratach sięgających 2 miliardów dolarów.
Rada Klimatyczna Australii opublikowała raport, w którym stwierdza, że kraj ma do czynienia z ekstremalną katastrofą. Sytuacja jest obecnie tak zła, że teraz nawet zwykłe opady deszczu mogą skończyć się kolejnymi powodziami. Panuje wysoka wilgotność, na lądzie znajduje się dużo wody, która może odparować i ponownie opaść. Rada przypomina, że uczeni od dziesięcioleci ostrzegali, że antropogeniczna emisja dwutlenku węgla doprowadzi do zmian klimatu i ekstremalnych zjawisk pogodowych. Teraz mamy do czynienia z ulewnymi deszczami, a na przełomie lat 2019/2020 panowała olbrzymia susza, której skutkiem były katastrofalne pożary.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Emisja gazów cieplarnianych prowadzi do kurczenia się stratosfery, informują naukowcy z Czech, Austrii, Hiszpanii, USA, Niemczech i Austrii. Stratosfera rozciąga się na wysokości 20–60 kilometrów nad powierzchnią Ziemi, ponad troposferą. Wcześniejsze badania wykazały rozszerzanie się troposfery, co wskazywało na możliwość kurczenia się stratosfery. Teraz potwierdzono istnienie takiego zjawiska oraz zbadano, jak bardzo stratosfera się skurczyła.
W wyniku emisji gazów cieplarnianych i rosnącej temperatury troposfera staje się coraz grubsza. Rośnie więc ciśnienie, jakie od spodu wywiera na stratosferę. Dlatego też międzynarodowy zespół naukowcy postanowił bliżej przyjrzeć się wpływowi emisji gazów cieplarnianych na stratosferę.
Uczeni przyjrzeli się danym satelitarnym od lat 80. ubiegłego wieku i dodali je do modelu komputerowego, który między innymi bierze pod uwagę reakcje chemiczne zachodzące w atmosferze. Zbadali też wpływ całości na warstwę ozonową.
Z badań wynika, że rozszerzająca się troposfera zwiększa nacisk na stratosferę. Dodatkowym czynnikiem powodującym kurczenie się stratosfery jest dwutlenek węgla, który się do niej przedostaje. W stratosferze ma on odwrotne działania do działania w troposferze. Działa na stratosferę chłodząco, przez co dodatkowo się ona kurczy.
W wyniku tych zjawisk od lat 80. stratosfera skurczyła się o około 400 metrów, straciła więc około 1% grubości. Naukowcy uruchomili też swój model, by zbadał on przyszły rozwój sytuacji. Wynika z niego, że w ciągu najbliższych 60 lat stratosfera najprawdopodobniej straci około 1 kilometra grubości. Okazało się też, że zmiany w warstwie ozonowej mają niewielki wpływ na grubość atmosfery.
Autorzy badań podkreślają, że nie wiedzą, jaki wpływ na Ziemię będzie miało kurczenie się stratosfery. Przypuszczają, że może to wpłynąć na trajektorie satelitów i sposób rozchodzenia się fal radiowych, co z kolei może mieć wpływ na GPS.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Znaczna część Amazonii może znajdować się w punkcie, w którym las deszczowy zaczyna zmieniać się w sawannę, wynika z badań opublikowanych na łamach Nature Communication. Lasy deszczowe są wrażliwe na długoterminowe zmiany ilości opadów. Jeśli poziom opadów spadnie poniżej określonego poziomu, las deszczowy może zacząć zamieniać się w sawannę.
Na około 40% Amazonii poziom opadów jest obecnie taki, że tamtejszy ekosystem może być albo lasem deszczowym, albo sawanną, mówi główny autor najnowszych badań, Arie Staal z Instytutu Kopernika na Uniwersytecie w Utrechcie. To ważne odkrycie, gdyż poziom opadów w Amazonii zmniejszył się i wszystko wskazuje na to, że nadal będzie spadał.
Staal i jego koledzy badali stabilność tropikalnych lasów deszczowych Ameryk, Azji, Afryki i Oceanii. Sprawdzali, jak ekosystemy takie reagują na zmiany wzorców opadów.
Naukowcy badali odporność lasów deszczowych, próbując odpowiedzieć na dwa pytania. Pierwsze z nich brzmiało: Czy jeśli wszystkie lasy deszczowe tropików znikną, to czy będą w stanie się odrodzić? Pytanie drugie zaś, było jego odwrotnością: Co by się stało, gdyby lasy deszczowe porastały całą powierzchnię ziemskich tropików?
Odpowiedź na takie dwa ekstremalne scenariusze może dać naukowcom wskazów, co do odporności i stabilności prawdziwych tropikalnych lasów deszczowych. Pomaga też zrozumieć, jak lasy reagują na zmiany wzorców opadów.
Najpierw naukowcy uruchomili swój model z założeniem, że w tropikach Afryki, obu Ameryk, Azji i Australii nie występują żadne lasy. Sprawdzali, w jakim tempie lasy takie by się pojawiły, co pozwala na określenie minimalnej ilości lasu w każdym z regionów.
Dynamika lasu deszczowego jest interesująca. Gdy las rośnie i rozprzestrzenia się, wpływa na opady. Lasy generują swój własny deszcz, gdyż liście wyparowują wodę, która później opada na ziemię. Im więcej deszczu, tym mniej pożarów i tym więcej lasów. W naszej symulacji widzimy tę dynamikę, mówi Staal.
Drugie modelowanie wykonano z początkowym założeniem, że lasy deszczowe pokrywają całe tropiki. Okazało się, że jest to scenariusz bardzo niestabilny, gdyż w wielu miejscach nie występuje wystarczająco dużo opadów, by podtrzymać istnienie lasu deszczowego. W wielu miejscach las zniknął z powodu braku wilgoci. "Gdy powierzchnia lasu się kurczy, zmniejsza się ilość opadów, region staje się bardziej suchy, pojawia się więcej pożarów, więc dochodzi do kolejnej utraty lasu", dodaje uczony.
W końcu naukowcy zajęli się modelowaniem dynamiki lasów tropikalnych w sytuacji, gdy do końca wieku utrzyma się bardzo wysoki poziom emisji gazów cieplarnianych, zgodny z jednym z modeli przyjętych przez IPCC.
Okazało się, że w miarę wzrostu emisji amazoński las deszczowy będzie tracił swoją naturalną odporność, ekosystem stanie się niestabilny, prawdopodobnie zacznie wysychać, a las deszczowy zmieni się w sawannę. Taki los może czekać nawet najbardziej odporne fragmenty lasu deszczowego. Z analiz wynika, że w scenariuszu wysokiej emisji gazów cieplarnianych najmniejszy obszar, jaki jest potrzebny do podtrzymania istnienia lasu deszczowego Amazonii będzie o 66% mniejszy niż niezbędne minimum. Z kolei w basenie Kongo lasy deszczowe są ciągle zagrożone i nie odrodzą się, jeśli je utracimy, ale w scenariuszu wysokiej emisji zmiany w nich zachodzące mogą być mniej dramatyczne niż w przypadku Amazonii.
Obszary, na których możliwe jest naturalne odrodzenie się lasów deszczowych są dość małe. Teraz rozumiemy, że lasy deszczowe na wszystkich kontynentach są bardzo wrażliwe na globalne zmiany i mogą szybko utracić zdolność do adaptacji. Gdy raz znikną, powrót do wcześniejszego stanu zajmie im całe dekady. Musimy też pamiętać, że w lasach deszczowych żyje większość światowych gatunków. Jeśli znikną lasy, gatunki te zostaną na zawsze utracone, stwierdzają autorzy badań.
Najbardziej stabilne lasy deszczowe rosną w Indonezji i Malezji. Są on bardziej odporne, gdyż ilość opadów bardziej zależy tam od otaczającego lasy oceanu niż od samej pokrywy roślinnej.
Autorzy badań podkreślają, że nie brali w nich pod uwagę takich czynników jak wycinka lasów na potrzeby rolnictwa czy pozyskiwania drewna.
« powrót do artykułu -
CERN emituje 200 000 ton gazów cieplarnianych rocznie. Laboratorium opublikowało raport środowiskowyprzez KopalniaWiedzy.pl
CERN udostępnił swój pierwszy publiczny Raport Środowiskowy, dotyczący m.in. emisji gazów cieplarnianych. Dowiadujemy się z niego, że w 2018 roku ta instytucja wyemitowała 223 800 ton ekwiwalentu dwutlenku węgla. To tyle co duży statek wycieczkowy.
Z raportu dowiadujemy się, że aż 3/4 tej emisji powodują zawierające fluor gazy, używane podczas prac z wykrywaczami cząstek. CERN planuje zmniejszenie emisji.
Obejmujący lata 2017–2018 raport sprowokował debatę zarówno wśród pracowników, jak i wśród osób z zewnątrz. Zaczęliśmy zastanawiać się, co można zrobić z tym już teraz i w jaki sposób projektować akceleratory przyszłości, mówi Frederick Bordry, dyrektor CERN ds. akceleratorów i technologii.
Raport porusza wszelkie kwestie związane z wpływem CERN na środowisko, od emitowanego hałasu, po wpływ na bioróżnorodność, zużycie wody czy emitowane promieniowanie. Specjaliści orzekli, że to redukcja gazów cieplarnianych będzie miała największy wpływ na poprawę stanu środowiska. Inżynierowie już planują uszczelnienie miejsc wycieków w LHC i zoptymalizowanie systemu cyrkulacji gazu. Docelowo chcą, żeby w roli chłodziwa czujników gazy zawierające fluor zostały zastąpione przez dwutlenek węgla, który ma kilka tysięcy razy mniejszy potencjał cieplarniany. Gdy budowaliśmy Wielki Zderzacz Hadronów, nie docenialiśmy potencjału cieplarnianego tych gazów. Naszym głównym zmartwieniem była dziura ozonowa, mówi Bordry. Na razie CERN chce obniżyć swoją bezpośrednią emisję gazów cieplarnianych o 28% do roku 2024.
Raport uwzględnia też pośrednią emisję generowaną przez CERN. Laboratorium zużywa bowiem tyle energii elektrycznej co niewielkie miasteczko. Zakładamy w LHC systemy odzyskiwania energii. Jesteśmy pionierami wykorzystania nadprzewodnictwa na duża skalę, co może zwiększyć efektywność sieci energetycznych.
Jak jednak zauważają specjaliści, znacznie lepiej jest emitować gazy cieplarniane w celu dokonywania odkryć naukowych, niż w innych celach. Postęp naukowy jest bardzo ważny i trudno znaleźć ważniejszą instytucję naukową niż CERN. Osobiście wolę, byśmy emitowali gazy cieplarniane pracując w CERN niż lecąc samolotem do Pragi, by się upić na weekend, mówi John Barrett, z Sustainability Research Institute.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.