Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Drzewa liściaste rekompensują emisję węgla z pożarów na Alasce
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Od XIX wieku nauka wie, że zdolność materiałów do absorbowania promieniowania elektromagnetycznego jest równoważna ich zdolności do emitowania tego promieniowania. Zjawisko to odkrył w 1859 roku Gustaw Kirchhoff, który sformułował prawo promieniowania cieplnego nazwane jego nazwiskiem. W ostatniej dekadzie naukowcy zaczęli poszukiwać metamateriałów zdolnych do złamania tego prawa. Udało się przed 2 laty, jednak obserwowane zjawisko było słabe. Teraz naukowcy z Pennsylvania State University donieśli o „dramatycznym” odejściu od prawa Kirchhoffa. Daje to nadzieję, że w przyszłości osiągnięcia tego typu można będzie wykorzystać w praktyce.
Możliwość silnego naruszenia prawa Kirchhoffa to nie tylko nowy sposób na kontrolowanie promieniowania cieplnego, to też metoda znaczącego poprawienia działania urządzeń do wytwarzania użytecznej energii czy jej rejestrowania. Na przykład ogniwa fotowoltaiczne muszą – zgodnie z prawem Kirchhoffa – wyemitować energię z powrotem w kierunku Słońca. Ta energia jest dla nas stracona. Jeśli jednak ogniwa słoneczne emitowałyby tę energię w innym kierunku niż obecnie, moglibyśmy umieścić tam kolejne ogniwo, które zaabsorbowałoby część tej energii, zwiększając efektywność całego panelu. Taka strategia zbliżyłaby nas do pozyskiwania energii słonecznej z wydajnością bliską granicy wyznaczonej przez prawa termodynamiki, mówi główny autor badań Zhenong Zhang.
Naukowcy z Penn State stworzyli materiał, który składa się z pięciu 440-nanometrowych warstw arsenku galu indu (InGaAs) domieszkowanych elektronowo. Im głębiej położona była warstwa, tym większe było domieszkowanie. Całość umieszczono na 100-nanometrowej warstwie srebra, a całość przeniesiono na krzemowe podłoże. Tak przygotowaną próbkę podgrzano do temperatury 267 stopni Celsjusza i poddano oddziaływaniu pola magnetycznego o natężeniu 5T. W takich warunkach stosunek zdolności absorpcji do emisji wyniósł 0,43, podczas gdy zgodnie z prawem Kirchhoffa powinien wynieść 1. Co więcej, złamanie symetrii zaobserwowano w szerokim zakresie kątów padania promieniowania oraz w zakresie promieniowania podczerwonego rozciągającym się od 13 do 23 mikrometrów.
Autorzy badań uważają, że dalszy postęp na tym polu może doprowadzić do stworzenia nowej klasy diod czy tranzystorów, bardziej efektywnych ogniw fotowoltaicznych i innych urządzeń związanych z zarządzaniem energią cieplną.
Źródło: Observation of Strong Nonreciprocal Thermal Emission, https://arxiv.org/pdf/2501.12947
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Copernicus Climate Change Service poinformował, że łączny zasięg lodu morskiego na obu biegunach osiągnął na początku lutego rekordowo niskie wartości i pozostał na takim poziomie do końca miesiąca, bijąc w ten sposób rekord małego zasięgu z lutego 2023 roku.
W Arktyce zasięg lodu był o 8% niższy niż wieloletnia średnia dla lutego. To już trzeci miesiąc z rzędu, gdy w tym regionie zostaje pobity niechlubny rekord dla danego miesiąca. Tutaj trzeba wspomnieć, że nie jest to rekordowo niski zasięg lodu w ogóle, gdyż obecnie lód morski w Arktyce zbliża się do swojego maksymalnego zasięgu, który osiągnie w marcu.
Z kolei w Antarktyce lutowy zasięg lodu morskiego był o 26% niższy od średniej dla tego miesiąca. To 4. najniższy zasięg w historii.
Eksperci przypuszczają – co można będzie potwierdzić w najbliższych dniach – że na przełomie lutego i marca lód morski w Antarktyce osiągnie drugi w historii pomiarów zasięg minimalny.
Jednocześnie luty 2025 roku był trzecim najcieplejszym lutym w historii pomiarów. Średnie temperatury powietrza sięgnęły 13,36 stopnia Celsjusza i były o 0,63 stopnia wyższe od średniej z lat 1991–2020. To jednocześnie o 1,59 stopnia Celsjusza więcej niż szacowana średnia z lat 1850–1900. Był to jednocześnie 19. z ostatnich 20 miesięcy, w czasie którego średnia temperatura powietrza była o ponad 1,5 stopnia Celsjusza wyższa niż w czasach przedprzemysłowych.
Mały zasięg lodu morskiego to gigantyczny problem dla zwierząt, które potrzebują go do przetrwania. To również wielki problem dla całej planety. Co prawda roztapianie się lodu pływającego nie podnosi poziomu oceanów, jednak im lodu mniej, tym ciemniejsza jest powierzchnia Ziemi, więc tym więcej energii ze Słońca jest absorbowane, a nie odbijane. To zaś przyspiesza globalne ocieplenie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z University of Toronto bezpośrednio powiązali spadek populacji niedźwiedzi polarnych żyjących w zachodniej części Zatoki Hudsona ze zmniejszającą się wskutek globalnego ocieplenia powierzchnią lodu morskiego. Opracowany model wykazał, że liczba niedźwiedzi się zmniejsza, gdyż zwierzęta nie są w stanie zapewnić sobie wystarczającej ilości energii, gdyż krócej mogą polować na foki. Utrata lodu morskiego oznacza, że niedźwiedzie coraz mniej czasu w roku spędzają na polowaniach, a coraz więcej poszczą na lądzie, mówi główna autorka badań, Louise Archer.
Skrócenie sezonu polowań negatywnie wpływa na równowagę energetyczną zwierząt, co prowadzi do zmniejszenia reprodukcji, spadku przeżywalności młodych i spadku liczebności całej populacji. Wykorzystany model badał ilość energii, jaką niedźwiedzie pozyskują obecnie polując na foki i ilość energii, jaką potrzebują, by rosnąć i się rozmnażać. Unikatową cechą tego modelu jest jego zdolność do śledzenia pełnego cyklu życiowego poszczególnych zwierząt. Wyniki uzyskane z modelu porównano z danymi dotyczącymi niedźwiedzi z zachodnich regionów Zatoki Hudsona, zgromadzonymi w latach 1979–2021. W ciągu tych 42 lat populacja niedźwiedzi spadła o niemal 50%. Zmniejszyła się też masa poszczególnych osobników. W ciągu 37 lat waga przeciętnej dorosłej samicy zmniejszyła się o 39 kilogramów, a przeciętnego 1-rocznego zwierzęcia o 26 kg.
Okazało się, że model trafnie opisał, że takie procesy miały miejsce, co oznacza, że będzie też dobrze przewidywał to, co stanie się w przyszłości. Co więcej jednak, wykazał, że istnienie związek pomiędzy zmniejszaniem się zasięgu lodu morskiego, a spadkiem populacji niedźwiedzi.
Im krócej niedźwiedzie mogą polować, tym mniej mleka wytwarza samica, co jest niebezpieczne dla młodych. Małe niedźwiadki zginą, jeśli przed pierwszym w życiu sezonem postu nie osiągną odpowiedniej masy ciała. Samice mają też mniej młodych – tutaj zauważono spadek o 11% w czasie 40 lat – a potomstwo pozostaje z nimi na dłużej, gdyż później zyskuje zdolność do samodzielnego przeżycia. To bardzo proste. Przeżywalność młodych ma bezpośrednie przełożenie na przeżycie populacji, dodaje Archer.
Zachodnia część Zatoki Hudsona od dawna uważana jest za region, w którym wcześnie pojawiają się zjawiska dotykające całej światowej populacji niedźwiedzi polarnych. Arktyka ociepla się 4-krotnie szybciej niż reszta globu, więc podobne problemy czekają inne populacje niedźwiedzi. To jedna z najbardziej na południe wysuniętych populacji i jest monitorowana od dawna, więc mamy bardzo dobre dane na jej temat, stwierdza profesor Péter Molnár, który specjalizuje się w badaniu wpływu globalnego ocieplenia na duże ssaki. Mamy bardzo solidne podstawy, by wierzyć, że to, co dzieje się z niedźwiedziami polarnymi tutaj, będzie działo się z tym gatunkiem w innych regionach. Tan model opisuje przyszłość niedźwiedzi, dodaje uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Węgiel i inne pierwiastki nie dryfują bezwładnie w przestrzeni kosmicznej, zauważyli naukowcy z USA i Kanady. Okazuje się, że w aktywnych galaktykach – takich jak Droga Mleczna – w których wciąż powstają nowe gwiazdy, pierwiastki są transportowane w formie wielkich strumieni. Krążą w galaktyce, wychodzą poza nią i wracają, zanim w wyniku oddziaływania grawitacji i innych sił nie utworzą planet, gwiazd, księżyców czy asteroid. To zaś oznacza, że pierwiastki w naszych organizmach, zanim do nich trafiły, mogły spędzić sporo czasu w przestrzeni międzygalaktycznej, wchodząc w skład ośrodka okołogalaktycznego (CGM).
Pomyślmy o ośrodku okołogalaktycznym jak o wielkiej stacji kolejowej. Bez przerwy wypycha materiał na zewnątrz i go z powrotem zasysa. Ciężkie pierwiastki, które powstały w gwiazdach, są wypychane z ich galaktyk macierzystych w wyniku eksplozji supernowych i trafiają do przestrzeni międzygalaktycznej, a następnie są z powrotem wciągane do galaktyki, gdzie biorą udział w tworzeniu gwiazd i planet, mówi doktorantka Samantha Garza z University of Washington, jedna z autorek pracy opublikowanej na łamach Astrophysical Journal Letters.
Naukowcy zauważają, że odkrycie tego procesu ma olbrzymie znaczenie dla naszego zrozumienia procesu ewolucji galaktyk. Jego implikacje dla ewolucji oraz natury dostępnych rezerwuarów węgla są ekscytujące. Ten sam węgiel, który tworzy nasze ciała, prawdopodobnie spędził dużo czasu poza galaktyką, mówi profesor Jessica Werk.
W 2011 roku po raz pierwszy potwierdzono hipotezę, że aktywne galaktyki są otoczone przez ośrodek okołogalatyczny, olbrzymią chmurę materiału zawierającą gorące gazy. Teraz Garza, Werk i ich współpracownicy odkryli, że w ośrodku tym krążą również pierwiastki powstające w niższych temperaturach, takie jak węgiel. Możemy potwierdzić, że ośrodek okołogalaktyczny działa jak gigantyczny rezerwuar zarówno węgla jak i tlenu. I, przynajmniej w odniesieniu do galaktyk tworzących gwiazdy, uważamy, że materiał ten wraca do galaktyki w procesie recyklingu, stwierdza Garza.
Jedna z postawionych przez naukowców hipotez mówi, że to spowolnienie lub zaprzestanie tego recyklingu pomiędzy galaktyką a ośrodkiem okołogalaktycznym jest odpowiedzialne za przerwanie procesu tworzenia się nowych gwiazd.
Badacze wykorzystali instrument Cosmic Origin Spectrograph, który znajduje się na Teleskopie Hubble'a, do obserwacji, w jaki sposób ośrodek okołogalaktyczny 11 galaktyk tworzących gwiazdy wpływa na światło z 9 odległych kwazarów. W ten sposób odkryli, że część tego światła je pochłaniana przez węgiel znajdujący się w medium. I że tego węgla jest dużo. Okazało się również, że węgiel ten można wykryć w odległości nawet 400 tysięcy lat świetlnych od macierzystej galaktyki.
Teraz celem naukowców jest opisanie innych pierwiastków wchodzących w skład ośrodka okołogalaktycznego, określenie różnic pomiędzy składem ośrodka wokół poszczególnych galaktyk i porównanie tego składu pomiędzy galaktykami, w których wciąż powstają gwiazdy, a tymi, w którym proces formowania gwiazd w dużej mierze się zatrzymał.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Troje naukowców – Elizabeth A Barnes z Colorado State University, Noah S Diffenbaugh z Uniwersytetu Stanforda oraz Sonia I Seneviratne z EHT Zurich – zebrało dane z 10 modeli klimatycznych i przeanalizowało je za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji. Na łamach Environmental Research Letters poinformowali, że z tak przeprowadzonych badań wynika, iż globalne temperatury będą rosły szybciej niż zakładano, a jeszcze za naszego życia niektóre regiony doświadczą średniego wzrostu temperatury przekraczającego 3 stopnie Celsjusza.
Autorzy badań stwierdzili, że w 34 ze zdefiniowanych przez IPCC 43 regionów lądowych Ziemi średni wzrost temperatury przekroczy 1,5 stopnia Celsjusza do roku 2040. W 31 z tych 34 regionów należy spodziewać się wzrostu o 2 stopnie do roku 2040. Natomiast do roku 2060 w 26 regionach średnia temperatura wzrośnie o ponad 3 stopnie.
Regionami narażonymi na szybszy niż przeciętny wzrost temperatur są południowa Azja, region Morza Śródziemnego, Europa Środkowa i niektóre części Afryki Subsaharyjskiej.
Profesor Diffenbaugh zauważył, że ważne jest, by nie skupiać się tylko na temperaturach globalnych, ale zwracać uwagę na temperatury lokalne i regionalne. Badając, jak rośnie temperatura w poszczególnych regionach, będziemy mogli określić, kiedy i jakie skutki będą odczuwalne dla społeczności i ekosystemów tam żyjących. Problem w tym, że regionalne zmiany klimatyczne są trudniejsze do przewidzenia. Dzieje się tak dlatego, że zjawiska klimatyczne są bardziej chaotyczne w mniejszej skali oraz dlatego, że trudno powiedzieć, jak dany obszar będzie reagował na ocieplenie w skali całej planety.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.