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
      Zwierzęta mogą wpaść w „ekologiczną pułapkę” modyfikując swoje zachowanie w reakcji na globalne ocieplenie w niewłaściwym kierunku, informują naukowcy z University of Exeter. Dotychczas znaliśmy „hipotezę ratunkową”, mówiącą, że wiele gatunków, szczególnie tych o bardziej elastycznych zachowaniach, może dostosować się do zmian klimatycznych. Ostatnie badania wykazały, że istnieje też pułapka, w którą wpadł stadnik rdzawołbisty.
      Naukowcy zauważyli, że w reakcji na zmiany klimatu gatunek ten zmienił zachowanie tak, że może to zmniejszyć jego zdolności do rozmnażania się. Stało się tak, gdyż ptaki zareagowały na maksymalne temperatury wczesnej wiosny przesuwając swój sezon rozrodczy na wcześniejszy okres. Problem jednak w tym, że średnie temperatury w tym okresie są wciąż niższe niż późniejszą wiosną, a to nie wróży dobrze inkubującym jajkom. Samice, zamiast dłużej siedzieć na jajka, siedzą krócej. To może zwiększać ich szanse na przeżycie, ale wystawia jajka na działanie szkodliwych niskich temperatur.
      Mieliśmy nadzieję, że bardziej elastyczne zwierzęta lepiej będą rodziły sobie ze zmianami klimatu. Okazuje się jednak, że mogą popełniać pomyłki, które pogarszają sytuację gatunku, mówi Alex Cones.
      Wiele zwierząt rozmnaża się wiosną najwcześniej jak to tylko możliwe, a ocieplający się klimat powoduje, że robią to coraz wcześniej, wyjaśnia profesor Andy Russel. Paradoksalnie, nasze badania wykazały, że wcześniejsze rozmnażanie się w reakcji na ocieplenie spowodowało, że jaja i młode stadnika rdzawołbistego są częściej narażone na zimno. Ptaki powinny zareagować dłużej wysiadując jaja, ale tego nie robią. Wysiadywanie jaj jest dla samicy bardziej kosztowne energetycznie w niższych temperaturach, więc samice skupiają się na własnym przetrwaniu i skracają czas wysiadania, dodaje. Opieka rodzicielska jest czymś, co podlega adaptacjom. Jednak w tym przypadku ptaki adaptują się w niekorzystnym kierunku, wpadając w ekologiczną pułapkę.
      Stadnik rdzawołbisty żyje w południowo-wschodniej Australii. Ich jaja, by przetrwać, muszą znajdować się w temperaturze wyższej niż 25 stopni Celsjusza, a optymalna temperatura dla rozwoju zarodka wynosi około 38 stopni Celsjusza.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nad nowymi, ekologicznymi sposobami ochrony roślin uprawnych pracują młodzi badacze z koła naukowego Bio-Top, działającego przy Wydziale Chemicznym PWr. Sprawdzają, jak w tej roli radzą sobie naturalni wrogowie szkodników, czyli grzyby owadobójcze.
      Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopWydajna uprawa roślin to jedna z podstawowych potrzeb współczesnego świata. Rośliny są niezbędne nie tylko do wyżywienia ludzkości czy utrzymania zwierząt gospodarskich, ale to także źródło surowców wykorzystywanych na ubrania, do ogrzewania czy wytwarzania energii.
      Naturalni i ekologiczni wrogowie
      Z tych właśnie powodów niezbędne stało się szukanie sposobów zwiększenia wydajności upraw. Zaczęto więc dostosowywać je do warunków środowiskowych, zabezpieczać na różne sposoby przed chorobami, szkodnikami czy chwastami. W trosce o bezpieczne środowisko zaczęto także interesować się jak najszerszym wykorzystaniem naturalnie występujących możliwości, tak aby sięganie po środki chemiczne odbywało się tylko w razie konieczności i w jak najmniejszych dawkach.
      W ten sposób powstała strategia zintegrowanego zwalczania szkodników, czyli IPM – ang. integrated pest management. Jednym z elementów tej strategii jest wykorzystanie naturalnych wrogów szkodników roślin, czyli np. niektórych nicieni, bakterii czy właśnie grzybów – wyjaśnia dr Beata Greb-Markiewicz z Katedry Biochemii, Biologii Molekularnej i Biotechnologii PWr, która nadzoruje badania prowadzone przez członków Koła Naukowego Studentów Biotechnologii Bio-Top. Ona też podsunęła młodym naukowcom tę tematykę.
      Od pewnego czasu zainteresowanie grzybami owadobójczymi wzrosło. Podczas doktoratu zajmowałam się właśnie tym tematem. Uważam, że to ważny i bardzo przyszłościowy kierunek działań w stronę ekologicznego rolnictwa. Stosowanie żywych organizmów do zwalczania np. szkodliwych owadów ma tę zaletę, że obie strony ewoluują. Owady nie są w stanie tak łatwo i szybko wytworzyć oporności, jak to bywa w przypadku określonego środka chemicznego. Dodatkowo pasożyty są często bardziej wyspecjalizowane i atakują określone gatunki owadów – tłumaczy dr Greb-Markiewicz.
      Dodaje, że grzyby mogą być wyspecjalizowanymi patogenami lub takimi, które atakują tylko osłabione osobniki. Obecnie dostępne na rynku środki zawierają jedynie kilka najlepiej scharakteryzowanych szczepów grzybów. Pozostałe nie zostały jeszcze przebadane pod tym kątem.
      Alternatywa dla środków chemicznych
      Młodzi naukowcy planują przeprowadzić badania związków wydzielanych przez grzyby, a także sprawdzić ich wpływ na owady oraz komórki ssacze i roślinne.
      Jak grzyby mogą chronić rośliny przed szkodnikami? Projekt KN Bio-TopZespół pracujący nad projektem składa się z 15 osób i podzielony jest na odpowiednie sekcje, które skupiają się na konkretnej tematyce. Dr Greb-Markiewicz nauczyła studentów, jak zajmować się grzybami, jak je przeszczepiać, a także, w jaki sposób pracować z owadzimi organizmami modelowymi – molem woskowym (Galleria mellonella) i wywilżną karłowatą potocznie zwaną muszką owocową (Drosophila melanogaster).
      Do tej pory przeprowadziliśmy wstępny dobór warunków hodowli dla dwóch szczepów. Udało nam się także wyizolować i zidentyfikować opisany w literaturze związek o aktywności antybiotycznej oraz hamującej wzrost komórek nowotworowych – opowiada Dawid Kramski z Bio-Topu, który jest wiceprezesem koła i doktorantem na W3.
      Uzyskaliśmy również ekstrakt działający silnie toksycznie na larwy Galleria mellonella, powodujący ich śmierć w ciągu 15 minut od momentu iniekcji – dodaje.
      Studenci są przekonani, że ich badania w przyszłości znajdą zastosowanie w przemyśle rolniczym jako alternatywa dla chemicznych środków ochrony roślin oraz biostymulanty wzrostu.
      Część otrzymanych wyników zaprezentowali już podczas sesji posterowej na Ogólnopolskiej Konferencji Naukowej „Pierwotne i wtórne metabolity grzybów i roślin”, w lutym bieżącego roku. Niedawno projekt BioTop-u zakwalifikował się do finału konkursu 3Mind, organizowanego przez Naczelną Organizację Techniczną i firmę 3M. Koło stara się też o dofinansowanie badań w ramach ministerialnego konkursu „Studenckie koła naukowe tworzą innowacje”.
      Z powodu pandemii niektóre prace nad projektem musiały być wstrzymane. W obecnej sytuacji nie zostało nam nic innego jak studia literaturowe, planowanie dalszych działań na papierze i spotkania w formie zdalnej – przyznaje doktorant. Podkreśla, że jest to bardzo ważna cześć projektu, bez której nie da się praktycznie wykonać eksperymentu.
      Kilkoro studentów pojawia się jednak regularnie w laboratorium, żeby pilnować hodowli grzybów i owadów. Mamy oczywiście zgodę dziekana. Pracujemy na żywych organizmach i nie możemy ich zostawić bez opieki. Ktoś musi o nie dbać i je karmić – mówi Dawid Kramski.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W jednym z holenderskich browarów testowana jest właśnie niezwykła instalacja grzewcza, która nie emituje dwutlenku węgla do atmosfery. Wszystko dzięki temu, że zamiast węgla spalane jest w niej... żelazo.
      Próba podpalenie kawałka żelaza to karkołomne przedsięwzięcie, którego koszty nie są warte potencjalnych zysków. Jednak inaczej ma się sprawa z drobno sproszkowanym żelazem. Ono, po wymieszaniu z powietrzem, jest wysoce palne. Gdy spala się taką mieszaninę, dochodzi do utleniania żelaza. Gdy spalamy węgiel produktem utleniania tego pierwiastka jest szkodliwy dla atmosfery dwutlenek węgla. Gdy zaś spalamy żelazo, produktem utleniania jest Fe203, czyli.. rdza. Bardzo interesującą cechą rdzy jest fakt, że to ciało stałe, które bardzo łatwo odzyskać po procesie spalania. W ten oto sposób spalając drobno sproszkowane żelazo otrzymujemy jedyny odpad – rdzę – który bardzo łatwo się wychwytuje.
      Gęstość energetyczna żelaza wynosi 11,3 kWh/L czyli jest lepsza niż gęstość energetyczna benzyny. Znacznie gorzej ma się sprawa z energią właściwą. Ta wynosi jedynie 1,4 kWh/kg. To oznacza, że na określoną ilość energii żelazny proszek zajmuje nieco mniej miejsca niż benzyna, ale jest on niemal 10-krotnie cięższy. Sproszkowane żelazo nie przyda się więc do zasilania samochodów czy domów. Jedak może okazać się świetnym rozwiązaniem dla przemysłu.
      W przypadku wielu procesów przemysłowych energia elektryczna, którą możemy pozyskiwać m.in. z czystych źródeł, nie jest w stanie zapewnić odpowiedniego rodzaju energii cieplnej. Dlatego też naukowcy z Uniwersytetu Technologicznego z Eindhoven od lat pracują nad wykorzystaniem żelaza w roli czystego paliwa. W ubiegłym miesiącu w jednym z browarów uruchomili testową instalację, w której spalane jest sproszkowane żelazo.
      Powstała w procesie spalania rdza może być ponownie wykorzystywana. Żelazo jest traktowane jak rodzaj akumulatora. Spalanie go rozładowuje, zamieniając żelazo w Fe203. Aby je ponownie załadować należy pozbawić ten związek tlenu, odzyskując żelazo, które można ponownie spalić.
      Żeby jednak cały proces był bezemisyjny, również odzyskiwanie żelaza powinno takie być. Dlatego też holenderscy naukowcy testują obecnie trzy sposoby na jego odzyskanie. Jeden z nich polega na przetransportowaniu rdzy taśmociągiem do pieca, gdzie w temperaturze 800–1000 stopni dodawany jest wodór. Tlenek żelaza zamienia się w żelazo, wodór zaś łączy z tlenem dając wodę. Minusem tej metody jest ponowne stapiania się sproszkowanego żelaza w jedną warstwę, którą należy zmielić. W drugiej metodzie wykorzystywany jest standardowy reaktor fluidalny. Również dodawany jest wodór, jednak cały proces odbywa się w temperaturze 600 stopni Celsjusza. Dzięki temu żelazo pozostaje w formie sproszkowanej, jednak jego odzyskiwanie trwa dłużej. Trzecia i ostatnia metoda polega na wdmuchiwaniu tlenku żelaza i wodoru do komory reaktora, w której panuje temperatura 1100–1400 stopni. Dzięki wdmuchiwaniu żelazo pozostaje w formie sproszkowanej. To może być najlepsza z trzech wymienionych technologii, jest jednak nowa, więc najpierw trzeba udowodnić, że działa.
      Oczywiście zarówno do wyprodukowania wodoru czy uzyskania odpowiedniej temperatury w reaktorze/piecu potrzebna jest energia. Jednak może być to energia elektryczna uzyskana z czystych źródeł.
      Można się zastanowić, dlaczego zamiast żelaza nie spalać po prostu wodoru. Problem w tym, że wodór jest bardzo trudny i niebezpieczny w transporcie. Jego przechowywanie również nie jest łatwe, wymaga wysokich ciśnień i niskich temperatur. Sproszkowane żelazo może być łatwo i długo przechowywane i bardzo łatwo jest je przewozić z olbrzymich ilościach np. koleją.
      Sproszkowane żelazo może więc w przyszłości zastąpić węgiel w wielu procesach przemysłowych. Będzie to wymagało przerobienia obecnych instalacji do spalania węgla na takie do spalania żelaza. Holenderscy naukowcy badają też, czy sproszkowane żelazo może posłużyć jako paliwo dla masowców, wielkich statków będących dużym źródłem emisji węgla z paliw kopalnych.
      Profesor Philip de Goey z Uniwersytetu Technologicznego w Eindhoven mówi, że ma nadzieję, iż w ciągu najbliższych 4 lat powstanie pierwsza 10-megawatowa instalacja przemysłowa do spalania sproszkowanego żelaza, a w ciągu 10 lat pierwsza elektrownia węglowa zostanie przerobiona na elektrownię na żelazo.
       


      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Zmiany klimaty spowodowały, że cyklony tropikalne docierające na ląd wolniej słabną, przez co dalej docierają i powodują większe zniszczenia, czytamy na łamach najnowszego wydania Nature. Naukowcy z The Okinawa Institute of Science and Technology (OIST) Graduate University dowiedli, że cyklony, które tworzą się nad gorącymi wodami oceanicznymi, niosą obecnie więcej wilgoci, przez co po dotarciu na ląd dłużej się utrzymują. To sugeruje, że w przyszłości mogą utrzymywać się jeszcze dłużej i obszarom, do których wcześniej nie docierały.
      To bardzo ważne spostrzeżenie, które powinno być brane pod uwagę przy podejmowaniu decyzji dotyczących radzenia sobie ze skutkami globalnego ocieplenia, mówi jeden z autorów badań, profesor Pinaki Chakraborty, dyrektor Jednostki Mechaniki Płynów na OIST. Wiemy, że miejscowości przybrzeżne muszą przygotować się na bardziej intensywne huragany. Okazuje się, że na ich nadejście muszą być też gotowe miejscowości położone w głębi lądu, które mogą nie mieć odpowiedniej infrastruktury, by sobie z tym radzić, a ich mieszkańcy mogą nie mieć doświadczenia z takimi zjawiskami, dodaje uczony.
      Naukowcom z Okinawy udało się wykazać bezpośredni związek pomiędzy ocieplającym się klimatem, a tymi cyklonami, które docierają na ląd. Na potrzeby swoich badań naukowcy przeanalizowali huragany, które w ostatnim półwieczu uformowały się nad północnym Atlantykiem i dotarły na ląd. Okazało się, że obecnie w ciągu pierwszej doby po uderzeniu w ląd cyklony słabną dwukrotnie wolniej niż przed 50 laty. Gdy przyjrzeliśmy się danym jasno było widać, że w kolejnych latach cyklony słabną coraz wolniej. Nie był to jednak proces ciągły. Zmiany w poszczególnych latach odpowiadały zmianom temperatury powierzchni wód oceanicznych, mówi doktorant Lin Li, główy autor badań.
      Naukowcy przetestowali swoje spostrzeżenia za pomocą symulacji komputerowych czterech różnych cyklonów, które przeprowadzono z różnymi danymi dotyczącymi temperatury powierzchni oceanu. Gdy w symulacji huragan osiągnął kategorię 4, naukowcy symulowali jego nadejście nad ląd, odcinając go od źródła wilgoci od spodu.
      Cyklony tropikalne to silniki cieplne, jak np. silnik w samochodzie. W silniku samochodowym spalane jest paliwo i uzyskana energia cieplna zamieniana jest w pracę mechaniczną. W cyklonach wilgoć z powierzchni oceanu jest paliwem, które intensyfikuje i podtrzymuje siłę huraganu, a energia cieplna z wody jest zamieniana w potężne wiatry. W momencie, gdy huragan dotrze na ląd, dostawy paliwa zostają przerwane. Bez paliwa samochód zaczyna zwalniać, a huragan, bez źródła wilgoci, traci na sile, wyjaśnia Li.
      Naukowcy zauważyli, że nawet gdy nad ląd docierają cyklony o tej samej sile, to ten, który uformował się nad cieplejszymi wodami, wolniej słabnie. Symulacje te udowodniły, że wyciągnęliśmy prawidłowe wnioski z naszych analiz. A wnioski te mówią, że cieplejsze oceany wpływają na tempo słabnięcia huraganu, nawet po odcięciu połączenia z wodami oceanicznymi. Pytanie brzmi, dlaczego tak się dzieje, mówi Chakraborty.
      Przeprowadzili więc dodatkowe symulacje i wykazali, że odpowiedzią na to pytanie jest wilgotność. Nawet gdy cyklon dociera na ląd, zamienia się w huragan i nie ma łączności z oceanem, powietrze wciąż zawiera sporo wilgoci. Z czasem wilgoć tę traci i wiatry słabną. Huragany, które powstają nad cieplejszymi wodami oceanicznymi, mogą zawierać więcej wilgoci, która podtrzymuje je przez dłuższy czas i nie pozwala im szybko osłabnąć, dodają uczeni.
      Naukowcy zauważają, że konieczna jest zmiana obecnych – zbyt prostych – modeli badania huraganów. Obecne modele nie biorą pod uwagę wilgotności. Rozważają one huragany jako suchy wir powietrza, który jest osłabiany przez tarcie o ląd. Nasza praca pokazuje, że ten model jest niekompletny. Dlatego też modele te nie wykazywał dotychczas oczywistego wpływu ocieplania się klimatu na huragany, mówi Li.

      « powrót do artykułu
    • 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
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...