Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Każdy 1 punkt procentowy betonu więcej, to o 3,3 pp większy problem w czasie powodzi

Recommended Posts

Badacze z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa odkryli, że na każdy 1 punkt procentowy zwiększenia powierzchni zabetonowanych – jak drogi, parkingi, budynki i inna infrastruktura – przypada 3,3-procentowe zwiększenie intensywności powodzi. Oznacza to, że jeśli w basenie danej rzeki zabetonowaną powierzchnię zwiększymy o 10%, to średnio przepływ wody w czasie zwiększy się tam o 33%.

W ostatnim czasie doszło do znaczne zwiększenia intensywności powodzi w takich miastach jak Houston czy Ellicott City. Chcieliśmy lepiej zrozumieć, jak urbanizacja wpływa na zwiększenie przepływu wód powodziowych, mówi Annalise Blum z Johns Hopkins University i American Association for the Advancement of Science.

Poprzednie badania tego typu wykorzystywały mniejsze zestawy danych, dotyczących pojedynczych cieków wodnych lub niewielkich grup cieków w określonym przedziale czasowym. Nie można było ich przełożyć na skalę całego kraju. Ponadto trudno było na ich podstawie wyizolować przyczynę i skutek, gdyż nie kontrolowano w nich efektywnie wpływu takich czynników jak klimat, zapory wodne czy sposób wykorzystywania terenu. Trudno było więc podać konkretne wartości pokazujące, w jaki sposób nieprzepuszczalna powierzchnia wpływa na powodzie.

Blum we współpracy z profesorem Paulem Ferraro wykorzystali modele matematyczne, które rzadko są używane do badania powodzi. W badaniach środowiska naturalnego trudno jest oddzielić przyczynę od skutku. Na szczęście w ciągu ostatnich dekad na polu ekonomii i biostatystyki opracowano metody, które pozwalają na ich odróżnienie. Zastosowaliśmy te metody do badań hydrologicznych, w nadziei, że przyczyni się to do postępu w tej dziedzinie wiedzy i da planistom oraz polityko nowe narzędzia pomocne podczas rozwoju miast, stwierdza Ferrero.

Naukowcy wykorzystali dane US Geological Survey z okresu 1974–2012, które dotyczyły ponad 2000 cieków wodnych. Dane zawierały informacje o przepływie wody. Informacje takie poddano analizie, w której uwzględniono też zmiany w obszarze powierzchni nieprzepuszczalnych w basenie każdego z cieków.

Z analizy wynika, że wielkość powodzi, rozumiana jako maksymalny przepływ wody, zwiększa się o 3,3 punktu procentowego dla każdego wzrostu obszaru powierzchni nieprzepuszczalnych o 1 pp.

"W związku z olbrzymią coroczną zmiennością przepływu wody trudno jest wydzielić skutki urbanizacji. Nam się to udało dzięki zastosowaniu olbrzymich zestawów danych zbieranych zarówno w czasie jak i w przestrzeni", wyjaśnia Blum.


« 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
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wiele starożytnych rzymskich konstrukcji wykonanych jest z betonu, w tym wzniesiony 1900 lat temu Panteon, z największą na świecie niewzmacnianą betonową kopułą. Niektóre z akweduktów są wciąż wykorzystywane. Tymczasem współczesne konstrukcje betonowe rozsypują się po kilku dekadach. Naukowcy od dawna próbują rozszyfrować tajemnice rzymskich inżynierów, badając m.in. falochron, który przetrwał 2000 lat oddziaływania słonej wody. Przez wiele lat sądzono, że rzymski beton jest tak wytrzymały dzięki popiołom wulkanicznym. Okazało się jednak, że posiada on jeszcze jeden – lekceważony dotychczas – składnik.
      Naukowcy z MIT, Uniwersytetu Harvarda oraz laboratoriów z Włoch i Szwajcarii przyjrzeli się milimetrowej wielkości fragmentom wapienia, które powszechnie są spotykane w rzymskim betonie. Od kiedy tylko zacząłem pracować z rzymskim betonem, te drobinki mnie fascynowały. Nie występują one we współczesnych betonach, dlaczego więc znajdują się w rzymskich?, mówi profesor Admir Masic z MIT.
      Dotychczas sądzono, że obecność tych ziaren to dowód na niedokładne mieszanie materiału przez Rzymian lub też na dodawanie przez nich słabej jakości materiałów. Takie wyjaśnienia nie są jednak przekonujące. Dlaczego Rzymianie, którzy tak dbali o uzyskanie wysokiej jakości materiału budowlanego i przez wieku udoskonalali jego recepturę, mieliby niedbale wszystko ze sobą mieszać?
      Naukowcy od dawna sądzą, że gdy Rzymianie dodawali wapno do swojego betonu, najpierw łączyli je z wodą, uzyskując – w procesie gaszenia wapna – konsystencję pasty. Jednak w wyniku takiego procesu nie powstawałyby drobinki.
      Gdy teraz uczeni szczegółowo zbadali lekceważone dotychczas drobinki zauważyli, że rzeczywiście jest to wapno, ale zostało ono poddane działaniu wysokich temperatur, których można spodziewać się po wykorzystaniu tlenku wapnia zamiast, lub obok, wapna gaszonego. Autorzy najnowszych badań uważają, że to mieszanie na gorąco nadało rzymskiemu betonowi jego wyjątkową wytrzymałość. Takie mieszanie ma dwie zalety. Po pierwsze, gdy cały beton jest podgrzewany do wysokich temperatur, zachodzą procesy chemiczne, które nie mają miejsca, gdy używa się tylko wapna gaszonego, w wysokich temperaturach powstają związki, jakie nie pojawiają się w innych procesach. Po drugie, wysokie temperatury skracają czas wiązania, gdyż wszystkie reakcje ulegają przyspieszeniu, zatem można znacznie szybciej wznosić budowle, wyjaśnia Masic.
      Podczas mieszania na gorąco, drobinki skał wapiennych zmieniają swoją strukturę tak, że powstaje reaktywne, łatwo rozdzielające się źródło wapnia. Gdy w tak uzyskanym betonie dochodzi z czasem do pęknięć, w które wnika woda, wspomniane drobinki reagują z nią, tworząc nasycony wapnem roztwór. Ten szybko rekrystalizuje lub wchodzi w reakcje z popiołami wulkanicznymi wypełniając pęknięcie i wzmacniając całość. Reakcje takie zachodzą automatycznie i spontanicznie, dzięki czemu pęknięcia w betonie są naprawiane, zanim się rozprzestrzenią.
      Naukowcy, by sprawdzić swoją hipotezę, stworzyli próbki mieszanych na gorąco betonów według receptury starożytnej i współczesnej. Następnie doprowadzili do ich popękania i przepuścili przez pęknięcia wodę. Po dwóch tygodniach beton, w którym zastosowano mikrodrobinki wapna, samodzielnie się naprawił i woda przestała płynąć przez szczeliny.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Super-ziemia TOI-1452 b może być w całości pokryta oceanem, uważa międzynarodowy zespół astronomów. Na łamach The Astronomical Journal uczeni poinformowali o odkryciu planety krążącej wokół czerwonego karła TOI-1452 znajdującego się w układzie podwójnym w Gwiazdozbiorze Smoka. Układ ten jest odległy od Ziemi o 99,5 lat świetlnych.
      TOI-1452 b jest nieco większa i bardziej masywna od naszej planety. Obiega swoją gwiazdę w ciągu 11 dni. Mimo że jej gwiazda jest mniejsza i chłodniejsza od Słońca, to planeta otrzymuje mniej więcej dwukrotnie więcej promieniowania niż Ziemia. Jest go tyle, że odpowiada ono temperaturze 52,85 stopni Celsjusza na powierzchni planety.
      Woda stanowi mniej niż 1% masy Ziemi. Gęstość niektórych egzoplanet wskazuje, że w większym stopniu zbudowane są z lżejszych materiałów niż nasza planeta. Najprawdopodobniej znaczy to, że zawierają więcej wody.
      TOI-1452 to jedna z najlepszych znanych nam kandydatek na wodny świat. Jej średnica i masa wskazują, że ma ona znacznie mniejszą gęstość niż planeta zbudowana ze skał i metali, jak Ziemia, stwierdził główny autor badań, Charles Cadieux. Analizy wykazały, że planeta może aż w 30% składać się z wody.
      TOI-1452 b z pewnością będzie badana za pomocą Teleskopu Webba. Znajduje się bowiem stosunkowo blisko Ziemi, co ułatwia badanie jej atmosfery, ponadto jest w takim miejscu nieboskłonu, który jest widoczny dla Webba przez większą część roku. Jak tylko zarezerwujemy sobie czas obserwacyjny na JWST rozpoczniemy pracę nad lepszym zrozumieniem tej planety, dodaje profesor René Doyon z Uniwersytetu w Montrealu.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Pomoc ptakom często kojarzy z dokarmianiem zimą. Należy jednak pamiętać, że podczas upalnego lata bardzo ważny jest dostęp do wody. W European Zoological Journal ukazał się jakiś czas temu artykuł pt. „Summer water sources for temperate birds: use, importance, and threats”, którego autorzy sprawdzali, jakie miejsca ptaki wykorzystują do wodopoju i kąpieli.
      Lato to dla licznych młodych osobników czas tuż po opuszczeniu gniazda. Ptasi rodzice są zaś zmęczeni prokreacją i opieką nad potomstwem (aktywnością rozrodczą). Zważywszy że już wczesną jesienią wiele gatunków czeka wędrówka na zimowiska, trzeba najpierw odpocząć i nabrać sił. Nic więc dziwnego, że w upalne dni tak ważny jest dostęp do wody.
      Wody jest niestety jest coraz mniej, zwłaszcza w miastach, gdzie w wielu miejscach króluje najzwyczajniej betonoza. Dlatego też chcieliśmy zobaczyć, jakie miejsca ptaki wykorzystują do wodopoju i kąpieli. Prace miały charakter wielkoprzestrzenny i objęły teren całej Polski, a w zbieranie materiałów było zaangażowanych kilkanaście osób z wielu instytucji - opowiada prof. Piotr Tryjanowski z Uniwersytetu Przyrodniczego w Poznaniu (UPP).
      Sporym zaskoczeniem było to, jak wiele gatunków korzysta z drobnych pojników. Łącznie stwierdziliśmy bowiem 2335 ptaków, aż z 51 gatunków – dodaje prof. Łukasz Jankowiak z Uniwersytetu Szczecińskiego, który odpowiadał za archiwizację i analizę danych.
      Prof. Jacek J. Nowakowski z Uniwersytetu Warmińsko-Mazurskiego w Olsztynie wyjaśnia, że prace zespołu są kolejnym przyczynkiem do zrozumienia, jak ptaki reagują na wysokie temperatury.
      Ptaki cechują się wysoką temperaturą ciała (sięga ona nawet 44°C). Gdy jest gorąco, regulacja temperatury odbywa się przede wszystkim przez parowanie wody, co oznacza, że musi ona być dostępna w środowisku. Kluczem jest nie tylko obecność wody, ale też bezpieczeństwo miejsca picia i kąpieli. Ptaki są naprawdę niezwykle plastyczne w odnajdowaniu i wykorzystywaniu zasobów wodnych. Za pojnik czy miejsce kąpieli może służyć miska z wodą, kałuża w lesie czy na polu, fontanna, woda cieknąca z węża ogrodowego, kranu czy pompy - mówi prof. Tryjanowski.
      Autorzy badań zauważyli, że wśród wyróżnionych typów pojników pojniki o cechach kojarzących się z naturalnymi źródłami wody - a więc kałuże, zbiorniki przeciwpożarowe czy otoczenie fontann - były przez ptaki wybierane chętniej od pojników wystawionych przez człowieka, np. misek czy kuwet. Wg naukowców, można to próbować wyjaśnić większą ilością wody w pojnikach pierwszego rodzaju; niewykluczone jednak, że woda w mniejszych pojnikach po prostu szybciej się nagrzewa i/lub brudzi, a korzystanie z nich wiąże się też z większym zagrożeniem drapieżnictwem. Warto zwrócić uwagę, że na miejskich osiedlach odnotowano np. pojniki ustawione w pobliżu pojemników z jedzeniem dla psów u kotów. Jak można się domyślić, ptaki boją się korzystać z takiego źródła wody.
      Naukowcy ustalili, że ptakom korzystającym z pojników zagraża kilka rodzajów (grup) niebezpieczeństw. W przypadku kałuż na poboczach problemem są, oczywiście, szybko poruszające się auta. Pojnik może też wyschnąć. Oprócz tego mówi się o narastającym problemie drapieżnictwa.
      Przyszłe badania pozwolą zapewne dokładniej określić rolę małych zbiorników wodnych podczas upałów, ale autorzy artykułu z European Zoological Journal już teraz dają miłośnikom ptaków parę wskazówek. [...] Warto w ogrodzie, a nawet na balkonie postawić pojnik dla ptaków, oddalić go od miejsc dokarmiania domowych pupili, zadbać o czystość i bezpieczeństwo pojnika, a obserwacje ptaków z niego korzystających będą fantastycznym przeżyciem estetycznym. Przy okazji można sięgnąć po zeszyt ćwiczeń prof. Tryjanowskiego i dr. n. med. Sławomira Murawca „Analiza szczegółów i dostrzeganie całości” [PDF].

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Erupcja podwodnego wulkanu Hunga Tonga-Hunga Ha'apai była jednym z najpotężniejszych wydarzeń tego typu w czasach współczesnych oraz największą erupcją obserwowaną przez naukę. Teraz dowiadujemy się, że wyrzuciła ona do atmosfery rekordowo dużo wody. Na tyle dużo, że przejściowo może ona wpłynąć na średnie temperatury na całej planecie. Nigdy czegoś takiego nie widzieliśmy, mówi Luis Millán z Jet Propulsion Laboratory, który wraz z zespołem zbadał ilość wody, jaka po erupcji trafiła do stratosfery.
      Na łamach Geophysical Research Letters Millán i jego koledzy informują, że w wyniku erupcji do stratosfery – warstwy atmosfery znajdującej się na wysokości od 12 do 53 kilometrów – trafiło 146 milionów ton wody. To 10% tego, co już było obecne w stratosferze. Naukowcy przeanalizowali dane z urządzenia MLS (Microwave Limb Sounder), które znajduje się na pokładzie satelity Astra. Bada ono gazy atmosferyczne. Po erupcji Hunga Tonga-Hunga Ha'apai pojawiły się niezwykle wysokie odczyty wartości pary wodnej. Musieliśmy dokładnie sprawdzić wszystkie pomiary, by upewnić się, że możemy im ufać, podkreśla Millán.
      Erupcje wulkanów rzadko dostarczają znaczące ilości wody do stratosfery. NASA prowadzi odpowiednie pomiary od 18 lat i tylko w dwóch przypadkach – w roku 2008 (wulkan Kasatochi) i 2015 (wulkan Calbuco) – odnotowano wyrzucenie przez wulkany dużych ilości wody do stratosfery. Oba te wydarzenia były jednak niczym, w porównaniu z tegoroczną erupcją, w obu przypadkach para wodna szybko zniknęła ze stratosfery. Teraz jednak może być inaczej. Nadmiarowa wilgoć z erupcji Hunga Tonga może pozostać w stratosferze przez lata.
      Dodatkowa para wodna będzie wpływała na procesy chemiczne w atmosferze, czasowo przyczyniając się do zubożenia warstwy ozonowej. Może też wpłynąć na temperatury przy powierzchni. Erupcje wulkaniczne, wyrzucając do atmosfery popiół, pył i różne gazy, zwykle przyczyniają się do przejściowego schłodzenia powierzchni naszej planety. Tymczasem Hunga Tonga nie dostarczył do stratosfery zbyt dużej ilości aerozoli. Natomiast tak duża ilość dodatkowej wody może przejściowo przyczynić się do niewielkiego zwiększenia temperatury na powierzchni planety, gdyż para wodna jest gazem cieplarnianym. Wpływ ten zaniknie, gdyż ta nadmiarowa para zniknie ze stratosfery.
      Millán i jego zespół stwierdzają, że gigantyczna ilość pary wodnej wyrzuconej przez wulkan to wynik „odpowiedniej” głębokości, na jakiej znajdowała się kaldera wulkanu. Nad nią znajdowało się 150 metrów wody. Gdyby kaldera była płycej, wulkan wyrzuciłby mniej wody, gdyby była głębiej, ciśnienie wody spowodowałoby, że erupcja nie wyrzuciłaby jej aż tyle.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy skupieni w organizacji Global Alliance on Health and Pollution z siedzibą w Szwajcarii dokonali ogólnoświatowej oceny wpływu zanieczyszczeń na śmiertelność wśród ludzi. W roku 2019 zanieczyszczenia zabiły około 9 milionów osób. Są więc największym środowiskowym czynnikiem ryzyka przedwczesnego zgonu. Zanieczyszczenia środowiska odpowiadają za 15% wszystkich zgonów na świecie.
      W poprzednim takim raporcie opisano zgony z powodu zanieczyszczeń w roku 2015. Również wtedy zmarło około 9 milionów osób. Jednak w międzyczasie zmieniła się struktura zanieczyszczeń zabijających ludzi.
      Z najnowszego raportu dowiadujemy się, że zmniejszyła się liczba zgonów związanych z zanieczyszczeniami z powodu skrajnego ubóstwa. Mniej ludzi umiera obecnie z powodu zanieczyszczeń powietrza w pomieszczeniach, spowodowanych np. używaniem otwartych palenisk. Odnotowano też mniej zgonów z powodu zanieczyszczonej wody pitnej. Jednak więcej osób umiera z powodu zanieczyszczeń powietrza na zewnątrz oraz z powodu zanieczyszczeń toksynami, np. ołowiem. To nowoczesne czynniki ryzyka, spowodowane zwiększoną industrializacją i urbanizacją. Od roku 2015 liczba zgonów spowodowanych tymi właśnie nowoczesnymi czynnikami ryzyka zwiększyła się o 7%, a od roku 2000 jest to aż 66-procentowy wzrost.
      Zanieczyszczenia środowiska to jedne z najpoważniejszych zagrożeń dla zdrowia ludzi i całej planety. Fakt ich istnienia zagraża podstawom rozwoju nowoczesnych społeczeństw. Zanieczyszczenia te to m.in. pyły zawieszone, ozon, tlenki siarki i azotu, zanieczyszczenia wody pitnej i oceanów przez rtęć, azot, fosfor, plastik, odpady przemysłu naftowego czy też zatrucie gleby ołowiem, pestycydami, przemysłowymi związkami chemicznymi czy odpadami elektronicznymi. Zanieczyszczenia nie tylko zabijają ludzi, ale powodują też olbrzymie straty gospodarcze. W roku 2015 z powodu zanieczyszczeń światowa gospodarka straciła 4,6 biliarda USD, czyli 6,2 całej wartości światowej produkcji. Największy koszt zanieczyszczeń ponosi ludność krajów o niskich i średnicy dochodach. To tam notuje się aż 92% zgonów z powodu zanieczyszczeń i tam dochodzi do największych strat gospodarczych.
      Jak wyliczają eksperci, w roku 2019 zanieczyszczenia powietrza – zarówno wewnątrz pomieszczeń, jak i na zewnątrz – zabiły 6,7 miliona osób. Kolejnych 1,4 miliona zmarło z powodu zanieczyszczonej wody, a zanieczyszczenia ołowiem były odpowiedzialne za 900 000 zgonów. Z kolei toksyny związane z miejscem pracy przyczyniły się do 870 000 przedwczesnych zgonów.
      Dane pokazują, że mężczyźni są w większym stopniu narażeni na zgon z powodu zanieczyszczeń powietrza na otwartej przestrzeni, zatrucia ołowiem i zanieczyszczeń w miejscu pracy. Z kolei kobiety i dzieci są narażeni na większe ryzyko zgonu z powodu zanieczyszczonej wody.
      W wyniku zanieczyszczenia środowiska na całym świecie umiera wielokrotnie więcej osób niż z powodu przemocy, wypadków drogowych, AIDS, malarii i gruźlicy, niedożywienia i nadużywania alkoholu i narkotyków. Równie dużą liczbę zgonów powoduje jedynie palenie papierosów oraz bierne palenie.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...