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

Roślinność przyspiesza ogrzewanie się Arktyki?

Recommended Posts

Arktyka to jedno z najszybciej ocieplających się miejsc na Ziemi. Wiemy, że ocieplanie się przyspieszają roztapiające się śniegi i lody, że przyczynia się do niego zmiana cyrkulacji atmosferycznej. Jest wiele powodów, dla którego to w Arktyce ocieplenie zachodzi wyjątkowo szybko. Teraz naukowcy uważają, że znaleźli dodatkowy czynnik. A są nim... drzewa.
Nie tylko zresztą drzewa, ale w ogóle rośliny mogą mieć niespodziewany wpływ na globalne ocieplenie.

Gdy w atmosferze rośnie ilość dwutlenku węgla, rośliny bardziej wydajnie przeprowadzają fotosyntezę. Bardziej wydajny proces oznacza często mniejsze straty wody, czyli mniejsze parowanie z roślin. Parowanie zaś jest procesem powiązanym z chłodzeniem. Jeśli się ono zmniejsza, otoczenie ogrzewa się. I właśnie na ten proces zwrócili uwagę naukowcy z University of Edinburgh na łamach Nature Communications.

Dotychczas przegapiano wpływy roślin. To badanie pokazuje wpływ roślinności na ocieplanie się Arktyki w warunkach zwiększonej koncentracji CO2 w atmosferze, mówi współautor badań Jin-Soo Kim.

Naukowcy wykorzystali modele klimatyczne, w których uwzględnili parowanie z roślin. Modele te wykazały, że wraz z rosnącym poziomem atmosferycznego dwutlenku węgla rośliny na półkuli północnej tracą mniej wody. W wyniku tego procesu poszczególne regiony ocieplają się bardziej niż wynikałoby z samej tylko zmiany klimatu.

Autorzy badań szacują, że opisany przez nich wpływ roślin jest odpowiedzialny za niemal 10% ocieplenia w Arktyce i nawet 28% ocieplenia na niższych szerokościach półkuli północnej. Podkreślają jednocześnie, że ich szacunki obarczone są sporym marginesem błędu.

Podczas badań naukowcy wykorzystali 8 modeli i porównali je między sobą. Okazało się, że istnieją spore różnice w uzyskiwanych wynikach dotyczących wpływu roślin na ocieplanie się Arktyki. Może się tak dziać zarówno z powodu sporej niepewności odnośnie reakcji lodu morskiego na ocieplający się klimat jak i z powodu braku zgody w środowisku naukowym odnośnie wpływu zwiększonej koncentracji CO2 na rośliny. Z jednej strony gdy mamy więcej dwutlenku węgla w atmosferze, rośliny nie muszą tak szeroko otwierać aparatów szparkowych, więc tracą mniej wody. Z drugiej strony CO2 może czasem przyspieszać wzrost roślin. A jeśli roślin jest więcej, to mamy i większe parowanie. Te oba zjawiska – większy wzrost roślin i mniejsze rozwarcie aparatów szparkowych – mogą mieć przeciwny wpływ na lokalne temperatury.

Omawiane tutaj badanie sugeruje jednak, że silniejszy jest wpływ zmian w otwarciu aparatów szparkowych. W wielu ekosystemach nie obserwujemy takiego wzrostu roślin, jaki naiwnie założyliśmy myśląc o wzroście stężenia CO2, mówi doktor Leander Anderegg z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley.


« 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
      Stężenie gazów cieplarnianych w atmosferze ziemskiej w tym roku osiągnęło rekordowy poziom, a spowolnienie gospodarcze z powodu pandemii COVID-19 jedynie na chwilę zatrzymało negatywne skutki zmian klimatu, które czekają nas w przyszłości. Takie wnioski wypływają z najnowszego raportu przygotowanego przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO). Polska, reprezentowana przez IMGW-PIB jest jej aktywnym członkiem.
      „United in Science 2020” został opracowany przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO) pod kierownictwem Sekretarza Generalnego ONZ. Wynika z niego, że ostre, ale krótkotrwałe załamanie emisji gazów cieplarnianych na początku tego roku – wywołane pandemią – było tylko krótkim przerywnikiem w procesie nagromadzania się dwutlenku węgla, powodującego zmiany klimatyczne na naszej planecie. Stężenia gazów cieplarnianych, które są na najwyższym poziomie od trzech milionów lat, nadal rosną, powiedział Petteri Taalas, Sekretarz Generalny WMO.
      Potwierdzony w raporcie WMO fakt okresowego obniżenia emisji gazów cieplarnianych do atmosfery związany z powszechnym „zamknięciem” największych gospodarek świata pokazuje wyraźnie jaka jest skala antropogenicznego oddziaływania na skład atmosfery ziemskiej. Fakt, że efekt wzrostu koncentracji został okresowo wstrzymany nie oznacza, że oddaliliśmy się od zagrożenia, które jest przez wielu określane jako „klimatyczna katastrofa”. Spowodowało to bowiem jedynie tyle, że nasza tegoroczna emisja gazów cieplarnianych nie będzie rekordowo wysoka a porównywalna z tą sprzed dekady, kiedy uważano ją także za zbyt wysoką i prowadzącą do katastrofy. Problem nie tylko jest w tym, że niemalże corocznie emitujemy więcej gazów cieplarnianych niż w roku poprzednim, ale i w tym, że ilość tych związków w atmosferze wzrasta i środowisko naturalne nie jest w stanie „zagospodarować” antropogenicznego węgla w cyklach naturalnych. Nie można nie zgodzić się ze stwierdzeniem, że „dochodzimy do krawędzi”. Być może tegoroczne spowolnienie spowoduje, że w tym szaleńczym biegu nie osiągniemy linii katastrofy w rekordowym czasie a tylko o ułamek sekundy później, skomentował raport WMO prof. dr hab. Mirosław Miętus z IMGW-PIB.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Chińskie sukcesy w walce z zanieczyszczeniem powietrza mogą mieć negatywny wpływ na ocieplenie się klimatu, zauważają autorzy najnowszych badań. Naukowcy z Carnegie Institution of Science i University of California Irvine oraz Chińskiej Akademii Planowania Środowiskowego i Uniwersytetu Tsinghua, wykorzystali modele komputerowe do zbadania wpływu redukcji zanieczyszczeń siarką, sadzą i węglem na zmiany klimatu.
      W ostatnich dekadach chiński wzrost gospodarczy i uprzemysłowienie były napędzane przez coraz większą konsumpcją węgla. Chiny stały się największym emitentem zanieczyszczeń, takich jak dwutlenek siarki i sadza. Zanieczyszczenia te miały olbrzymi wpływ na jakość powietrza i zdrowie ludzi, więc wprowadzono bardziej surowe normy, by sobie z tym poradzić. Działania te przyniosły spodziewany efekt i po roku 2013 zanieczyszczenie aerozolami w Chinach znacząco się zmniejszyło, co miało widoczny wpływ na zdrowie populacji, mówi główny autor badań, doktor Yixuan Zheng z Chińskiej Akademii Planowania Środowiskowego.
      Jednak zmniejszenie ilości zanieczyszczeń, takich jak dwutlenek siarki i sadza, ma też wpływ na wymuszenie radiacyjne, czyli zmianę bilansu promieniowania. A to z kolei jeden z głównych elementów zmian klimatycznych.
      Szacuje się, że emitowane przez ludzi tlenki siarki ochładzały w 2010 roku powierzchnię planety średnio o 0,5 stopnia Celsjusza. Odpowiadały one za 76% efektu chłodzącego wywoływanego aerozolami emitowanymi przez człowieka. Z drugiej strony sadza absorbuje energię cieplną i ogrzewa Ziemię. Zrozumienie całościowego efektu zmniejszenia emisji do atmosfery tych zanieczyszczeń jest niezwykle ważne dla prac nad strategią walki z globalnym ociepleniem, dodaje Zheng.
      Naukowcy przeprowadzili więc symulacje komputerowe, by zbadać, jak wpływ na globalne ocieplenie miało zredukowanie przez Chiny emisji zanieczyszczeń powietrza. Z obliczeń wynika, że chińska polityka poprawy jakości powietrza, wprowadzana w latach 2006–2017 spowodowała, że półkula północna ogrzeje się o dodatkowe 0,1 stopnia Celsjusza. Przed takim zresztą zjawiskiem amerykańscy naukowcy ostrzegali już przed ośmioma laty.
      Współautor badań, profesor Steven J. Davis z University of California, wyjaśnia: Pomiędzy rokiem 2006 a 2017 chińska emisja dwutlenku węgla zwiększyła się o około 54%. Jednocześnie emisja dwutlenku siarki spadła o około 70%, sadzy o około 30%, a organicznych związków węgla o 40%. Rozdzielenie się emisji dwutlenku węgla od emisji aerozoli to wynik zastosowania urządzeń do kontroli emisji, które redukują ilość emitowanych aerozoli, ale nie ilość dwutlenku węgla. Takie rozdzielnie spowodowało wzmocnienie efektu cieplarnianego spowodowanego emisją dwutlenku węgla.
      Naukowcy przypominają, że zmniejszenie emisji aerozoli do atmosfery ma olbrzymie znaczenie dla jej oczyszczenia i poprawy zdrowa ludzi, jednocześnie jednak obecność aerozoli częściowo maskuje globalne ocieplenie.
      O podobnym zjawisku informowaliśmy przed 8 laty. Wtedy to naukowcy z Uniwersytetu Harvarda dowiedli, że zanieczyszczenia emitowane przez przemysł częściowo chroniły wschodnią część USA przed ociepleniem. Gdy zaś zaczęto redukować zanieczyszczenia, ocieplenie przyspieszyło.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Unikalną aplikację komputerową, która pozwoli małym i średnim piekarniom zoptymalizować procesy technologiczne, a tym samym ograniczyć marnotrawienie żywności i emisję CO2, opracowuje międzynarodowy zespół ekspertów z udziałem naukowców z Instytutu Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie.
      Aplikacja powstaje w ramach projektu PrO4Bake, finansowanego przez Wspólnotę Wiedzy i Innowacji w obszarze żywności EIT Food. Działania projektowe koordynuje Uniwersytet w Hohenheim (Niemcy) przy zaangażowaniu partnerów z przemysłu, m.in. firmy Siemens, oraz ośrodków naukowych z Polski, Danii, Szwecji, Hiszpanii i Włoch. Kilka tygodni temu PrO4Bake został nominowany do nagrody EIT Innovators Award 2020.
      To, co nazywane jest odpadem piekarniczym, jest niczym innym jak efektem nadprodukcji lub niesprzedania wyrobów przez piekarnię. W polskich piekarniach powstaje średnio do kilku ton odpadów piekarniczych w tygodniu. To nie tylko ogromne marnotrawstwo żywności, ale także niepotrzebne zużycie energii. W przeciwieństwie do wielkoskalowej produkcji przemysłowej, małe i średnie piekarnie mogą odpowiedzieć indywidualnie na preferencje lokalnej społeczności. Zaproponowana w projekcie PrO4Bake aplikacja pozwoli takim piekarniom nie tylko dostosować asortyment produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów, ale i zoptymalizować czas produkcji, efektywniej wykorzystać surowce i istniejące maszyny oraz wdrożyć energooszczędny proces produkcyjny. To z kolei pozwoli im zminimalizować ślad ekologiczny, zmniejszyć ilość generowanych odpadów, zużycie energii oraz emisję CO2.
      W pierwszym etapie realizacji projektu pobierane są dane z procesów produkcji we współpracujących piekarniach. W Polsce to zadanie realizuje Instytut Rozrodu Zwierząt i Badań Żywności PAN w Olsztynie, który gromadzi informacje udostępniane przez małe i średnie piekarnie w województwie warmińsko-mazurskim. Jednym z kluczowych elementów opracowania algorytmu dla aplikacji będą też kompleksowe badania konsumenckie, prowadzone we wszystkich krajach uczestniczących w projekcie. Analiza ta uwzględni wymagania i oczekiwania konsumentów związane m.in. z pogodą czy okresami świątecznymi oraz akceptacją dla zmian dostępności produktów w ciągu dnia. Wszystkie te czynniki zostaną przetworzone za pomocą nowoczesnych narzędzi obliczeniowych, m.in. algorytmów ewolucyjnych i technologii cyfrowych bliźniaków, które pozwolą ekspertom z firmy Siemens stworzyć optymalny prototyp gotowy do komercjalizacji.
      Opracowana aplikacja zostanie skomercjalizowana poprzez szereg szkoleń, tak aby umożliwić europejskim piekarniom dostosowanie asortymentu produktów do oczekiwanego zapotrzebowania konsumentów i wyprodukowanie w piekarni tylko takiej ilości, która będzie sprzedawana, a tym samym utrzymanie na jak najniższym poziomie zarówno ilości odpadów, jak i zużycia energii – mówi dr hab. inż. Małgorzata Wronkowska, koordynator projektu w IRZiBŻ PAN.
      Projekt PrO4Bake rozpoczął się w 2020 roku i będzie trwał dwa lata.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Botanicy sądowi chcą sprawdzić, czy rośliny mogą pomóc w odnalezieniu ciał. Artykuł dotyczący tego zagadnienia ukazał się właśnie w piśmie Trends in Plant Science.
      W mniejszych, otwartych krajobrazach patrole piesze mogą być skuteczne w odnajdowaniu zaginionych osób, jednak w bardziej zalesionych [...] rejonach świata, takich jak Amazonia, rozwiązania tego rodzaju nie są możliwe. Mając to na uwadze, zaczęliśmy patrzeć na rośliny jako wskaźniki rozkładu ludzkich zwłok. Powinno to prowadzić do szybszego [...] odnalezienia ciała - wyjaśnia prof. Neal Stewart Junior z Uniwersytetu Tennessee.
      Badania dot. związków między roślinami i rozkładem ludzkich zwłok zostaną przeprowadzone na tzw. trupiej farmie Uniwersytetu Tennessee. Oficjalnie jest ona nazywana Anthropology Research Facility. To tu naukowcy badają rozkład ludzkich ciał w różnych warunkach. W tym samym miejscu specjaliści będą sprawdzać, w jaki sposób wyspy rozkładu zwłok [ang. cadaver decomposition islands] - obszary w bezpośrednim otoczeniu zwłok - zmieniają stężenie substancji odżywczych w glebie i jak te zmiany manifestują się w pobliskich roślinach.
      Najbardziej oczywistym skutkiem wyspy będzie uwolnienie do gleby dużych ilości azotu, zwłaszcza latem, gdy rozkład zachodzi tak szybko. W zależności od tego, jak prędko rośliny reagują na napływ azotu, może to powodować zmiany barwy liści i współczynnika odbicia - podkreśla Stewart.
      Amerykanie dodają, że w miejscach, gdzie giną ludzie, mogą także umierać inne duże ssaki, np. jelenie. Wyzwaniem, z którym musi się więc zmierzyć zespół Stewarta, jest odkrycie związków specyficznych dla ludzkiego rozkładu. Ponieważ ludzka dieta zazwyczaj nie jest naturalna, mogą istnieć specyficzne metabolity, np. te związane z lekami czy konserwantami, które będą miały swoisty wpływ na wygląd roślin.
      Jeśli zaginęła osoba, która dajmy na to, bardzo dużo pali, być może jej ciało ma profil chemiczny, który wyzwala unikatową reakcję roślin i w ten sposób ułatwia odnalezienie.
      Naukowcy dodają, że gdy wpływ rozkładu zwłok zostanie lepiej poznany, specjaliści będą mogli wykorzystywać urządzenia rejestrujące obrazy, żeby skanować roślinność pod kątem specyficznych sygnałów fluorescencyjnych czy odbicia.
      Amerykanie wyjaśniają, że choć część rozwiązań technologicznych już istnieje, trzeba jeszcze ustalić, które gatunki roślin są najlepsze i jakiego sygnału należy poszukiwać.
      Zbudowaliśmy już urządzenie [...], które może analizować sygnatury fluorescencji. Nasze początkowe działania będą miały bardzo niedużą skalę. Przyjrzymy się poszczególnym liściom i zmierzymy zmiany dot. współczynnika odbicia czy fluorescencji, które zachodzą w czasie, gdy rośliny znajdują się w pobliżu zwłok. Gdy diagnostyczne spektra zostaną skompilowane, można będzie zacząć myśleć o przeskalowaniu technologii na potrzeby np. dronów, za pomocą których w krótkim czasie analizowano by większe obszary.
      Uczeni dodają, że choć taki scenariusz postępowania wydaje się bardzo ekscytujący, musi minąć kilka lat, nim będzie można wykorzystać rośliny jako narzędzia w misjach poszukiwawczych. W międzyczasie wielodyscyplinarny zespół botaników, antropologów i gleboznawców musi zaplanować i przeprowadzić na trupiej farmie swoje eksperymenty.
      Stewart i inni podkreślają, że na wyspach rozkładu zwłok sukcesja może faworyzować egzotyczne rośliny inwazyjne i chwasty. Rośliny inwazyjne często mają rozbudowany system korzeniowy i mogą szybko reagować na zmiany środowiskowe. Rośliny te mają potencjał, by w reakcji na napływ różnych substancji do gleby prędko zmieć swój skład chemiczny i komórkowy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Lodowce szelfowe mogą zniknąć błyskawicznie, czasami wystarczą minuty lub godziny, by się rozpadły. Proces ten jest napędzany przez wodę, która wdziera się w pęknięcia lodowca. Wiele z lodowców szelfowych znajduje się bezpośrednio przy wybrzeżach Antarktyki i stanowią fizyczną barierę zapobiegającą spływaniu ludowców z lądu do oceanu. Autorzy najnowszych badań, opublikowanych właśnie w Nature, twierdzą, że od 50 do 70 procent antarktycznych lodowców szelfowych jest zagrożonych rozpadem z powodu globalnego ocieplenia.
      Odkryliśmy, że tempo topnienia jest ważne, ale równie ważne jest to, gdzie to topnienie zachodzi mówi główna autorka najnowszych badań, Ching-Yao Lai z Columbia University. Największą zagadką jest to, kiedy lodowiec może się rozpaść, dodaje Christine Dow z kanadyjskiego University of Waterloo, która nie była zaangażowana w najnowsze badania.
      Niektóre z lodowców szelfowych pływają na otwartych wodach i nie mają wpływu na to, co dzieje się z lodowcami na lądzie.
      Jednak lodowce szelfowe znajdujące się np. w zatokach stanowią fizyczną barierę, która spowalnia spływanie do oceanu lodowców z lądu. W takim przypadku na lodowce szelfowe działają potężne siły. Z jednej strony są one poddawane naciskowi ze strony lodu spływającego z lądu, z drugiej strony napierają na ląd, z trzeciej zaś są rozciągane, gdy przemieszczają się na wodzie. W wyniku tych procesów na lodowcach szelfowych pojawiają się liczne pęknięcia. Jeśli nad taki lodowiec napłynie ciepłe powietrze i lodowiec zacznie się topić, pojawi się woda, która będzie wdzierała się w pęknięcia. Może ona błyskawicznie doprowadzić do rozpadu lodowca szelfowego. A w takim wypadku znika bariera między oceanem a lodowcem na lądzie, więc lodowiec może przyspieszyć spływanie do oceanu.
      Naukowcy spekulują, że ofiarą takiego procesu pękania i wdzierania się wody padł lodowiec szelfowy Larsen B, który w 2002 roku w ciągu zaledwie kilku tygodni stracił 3250 km2 powierzchni.
      Lai i jej zespół chcieli wiedzieć, które z lodowców szelfowych są najbardziej narażone na rozpad. Opracowali więc model maszynowego uczenia się, który był trenowany na zdjęciach lodowców z przeszłości. Celem treningu było nauczenie algorytmu rozpoznawania cech charakterystycznych prowadzących do rozpadu lodowców. Algorytm uczono na podstawie zdjęć satelitarnych lodowców szelfowych Larsen C i Jerzego VI. Następnie algorytm zaimplementowano do zdjęć całej Antarktyki.
      Na tej podstawie zidentyfikowali te pęknięcia, które – po uwzględnieniu nacisku wywieranego przez masy lodu oraz ruchy lodowca na wodzie – z największym prawdopodobieństwem będą się powiększały. Teraz uczonych czeka odpowiedź na pytanie, kiedy może dojść do rozpadu poszczególnych lodowców szelfowych. W tym celu naukowcy będą musieli połączyć swój model z modelami klimatycznymi oraz modelami opisującym spływanie lodowców z lądu. Na razie grupa Lai nie jest w stanie zakreślić ram czasowych, w których może dojść do masowego rozpadania się lodowców szelfowych. Jednak inna grupa naukowa już w 2015 roku stwierdziła, że stanie się to w perspektywie najbliższych dekad.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...