Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Pekin - laboratorium dla klimatologów
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Ciekawostki
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Zdaniem naukowców z University of Cambridge, wpływ wulkanów na klimat jest mocno niedoszacowany. Na przykład w najnowszym raporcie IPCC założono, że aktywność wulkaniczna w latach 2015–2100 będzie taka sama, jak w latach 1850–2014. Przewidywania dotyczące wpływu wulkanów na klimat opierają się głównie na badaniach rdzeni lodowych, ale niewielkie erupcje są zbyt małe, by pozostawiły ślad w rdzeniach lodowych, mówi doktorantka May Chim. Duże erupcje, których wpływ na klimat możemy śledzić właśnie w rdzeniach, mają miejsce najwyżej kilka razy w ciągu stulecia. Tymczasem do małych erupcji dochodzi bez przerwy, więc przewidywanie ich wpływu na podstawie rdzeni lodowych prowadzi do mocnego niedoszacowania.
Z badań przeprowadzonych przez Chim i jej zespół wynika, że modele klimatyczne nawet 4-krotnie niedoszacowują chłodzącego wpływu małych erupcji wulkanicznych. Podczas erupcji wulkany wyrzucają do atmosfery związki siarki, które gdy dostaną się do górnych jej partii, tworzą aerozole odbijające światło słoneczne z powrotem w przestrzeń kosmiczną. Gdy mamy do czynienia z tak dużą erupcją jak wybuch Mount Pinatubo w 1991 roku, emisja związków siarki jest tak duża, że spadają średnie temperatury na całym świecie. Takie erupcje zdarzają się rzadko. W porównaniu z gazami cieplarnianymi emitowanymi przez ludzi, wpływ wulkanów na klimat jest niewielki, jednak ważne jest, byśmy dokładnie uwzględnili je w modelach klimatycznych, by móc przewidzieć zmiany temperatur w przyszłości, mówi Chim.
Chim wraz z naukowcami z University of Exeter, Niemieckiej Agencji Kosmicznej, UK Met Office i innych instytucji opracowali 1000 różnych scenariuszy przyszłej aktywności wulkanicznej, a następnie sprawdzali, co przy każdym z nich będzie działo się z klimatem. Z analiz wynika, że wpływ wulkanów na temperatury, poziom oceanów i zasięg lodu pływającego jest prawdopodobnie niedoszacowany, gdyż nie bierze pod uwagę najbardziej prawdopodobnych poziomów aktywności wulkanicznej.
Analiza średniego scenariusza wykazała, że wpływ wulkanów na wymuszenie radiacyjne, czyli zmianę bilansu promieniowania w atmosferze związana z zaburzeniem w systemie klimatycznym, jest niedoszacowana nawet o 50%. Zauważyliśmy, że małe erupcje są odpowiedzialny za połowę wymuszenia radiacyjnego generowanego przez wulkany. Indywidualne erupcje tego typu mogą mieć niemal niezauważalny wpływ, ale ich wpływ łączny jest duży, dodaje Chim.
Oczywiście erupcje wulkaniczne nie uchronią nas przed ociepleniem. Aerozole wulkaniczne pozostają w górnych warstwach atomsfery przez rok czy dwa, natomiast dwutlenek węgla krąży w atmosferze znacznie dłużej. Nawet jeśli miałby miejsce okres wyjątkowo dużej aktywności wulkanicznej, nie powstrzyma to globalnego ocieplenia. To jak przepływająca chmura w gorący słoneczny dzień, jej wpływ chłodzący jest przejściowy, wyjaśnia uczona.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Illinois Natural History Survey postanowili sprawdzić, jak w latach 1970–2019 globalne ocieplenie wpłynęło na 201 populacji 104 gatunków ptaków. Przekonali się, że w badanym okresie liczba przychodzących na świat piskląt generalnie spadła, jednak widoczne są duże różnice pomiędzy gatunkami. Globalne ocieplenie wydaje się zagrażać przede wszystkim ptakom migrującym oraz większym ptakom. Wśród gatunków o największym spadku liczby piskląt znajduje się bocian biały.
Uczeni przyjrzeli się ptakom ze wszystkich kontynentów i stwierdzili, że rosnące temperatury w sezonie lęgowym najbardziej zagroziły bocianowi białemu i błotniakowi łąkowemu, ptakom dużym i migrującym. Wyraźny spadek widać też u orłosępów, które nie migrują, ale są dużymi ptakami. Znacznie mniej piskląt mają też średniej wielkości migrujące rybitwy różowe, małe migrujące oknówki zwyczajne oraz australijski endemit chwoska jasnowąsa, która jest mała i nie migruje.
Są też gatunki, którym zmiana klimatu najwyraźniej nie przeszkadza i mają więcej piskląt niż wcześniej. To na przykład średniej wielkości migrujący tajfunnik cienkodzioby, krogulec zwyczajny, krętogłów zwyczajny, muchołówka białoszyja czy bursztynka. U innych gatunków, jak u dymówki, liczba młodych rośnie w jednych lokalizacjach, a spada w innych. To pokazuje, że lokalne różnice temperaturowe mogą odgrywać olbrzymią rolę i mieć znaczenie dla przetrwania gatunku.
Wydaje się jednak, że najbardziej narażone na ryzyko związane z globalnym ociepleniem są duże ptaki migrujące. To wśród nich widać w ciągu ostatnich 5 dekad największe spadki liczby potomstwa. Ponadto rosnące temperatury wywierają niekorzystny wpływ na gatunki osiadłe ważące powyżej 1 kilograma oraz gatunki migrujące o masie ponad 50 gramów. Fakt, że problem dotyka głównie gatunków migrujących sugeruje pojawianie się rozdźwięku pomiędzy terminami migracji a dostępnością pożywienia w krytycznym momencie, gdy ptaki karmią młode. Niekorzystnie mogą też wpływać na nie zmieniające się warunki w miejscach zimowania.
Przykładem gatunku, który radzi sobie w obliczu zmian klimatu jest zaś bursztynka. Naukowcy przyglądali się populacji z południa Illinois. Bursztynki to małe migrujące ptaki, które gniazdują na bagnach i terenach podmokłych. W badanej przez nas populacji liczba młodych na samicę rośnie gdy rosną lokalne temperatury. Liczba potomstwa w latach cieplejszych zwiększa się, gdyż samice wcześniej składają jaja, co zwiększa szanse na dwa lęgi w sezonie. Bursztynki żywią się owadami, zamieszkują środowiska pełne owadów. Wydaje się, że – przynajmniej dotychczas – zwiększenie lokalnych temperatur nie spowodowało rozdźwięku pomiędzy szczytem dostępności owadów, a szczytem zapotrzebowania na nie wśród bursztynek, mówi współautor badań, Jeff Hoover. Uczony dodaje, że o ile niektóre gatunki mogą bezpośrednio doświadczać skutków zmian klimatu, to zwykle znacznie ma cały szereg czynników i interakcji pomiędzy nimi.
Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach PNAS. Environmental Sciences.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Badania przeprowadzone za pomocą algorytmów sztucznej inteligencji sugerują, że nie uda się dotrzymać wyznaczonego przez ludzkość celu ograniczenia globalnego ocieplenia do 1,5 stopnia Celsjusza powyżej czasów preindustrialnych. Wątpliwe jest też ograniczenie ocieplenia do poziomu poniżej 2 stopni Celsjusza.
Noah Diffenbaugh z Uniwersytetu Stanforda i Elizabeth Barnes z Colorado State University wytrenowali sieć neuronową na modelach klimatycznych oraz historycznych danych na temat klimatu. Ich model był w stanie precyzyjnie przewidzieć, jak zwiększała się temperatura w przeszłości, dlatego też naukowcy wykorzystali go do przewidzenia przyszłości. Z modelu wynika, że próg 1,5 stopnia Celsjusza ocieplenia powyżej poziomu preindustrialnego przekroczymy pomiędzy rokiem 2033 a 2035. Zgadza się to z przewidywaniami dokonanymi bardziej tradycyjnymi metodami. Przyjdzie czas, gdy oficjalnie będziemy musieli przyznać, że nie powstrzymamy globalnego ocieplenia na zakładanym poziomie 1,5 stopnia. Ta praca może być pierwszym krokiem w tym kierunku, mówi Kim Cobb z Brown University, który nie był zaangażowany w badania Diffenbaugha i Barnes.
Przekroczenie poziomu 1,5 stopnia jest przewidywane przez każdy realistyczny scenariusz redukcji emisji. Mówi się jednak o jeszcze jednym celu: powstrzymaniu ocieplenia na poziomie nie wyższym niż 2 stopnie Celsjusza w porównaniu z epoką przedindustrialną. Tutaj przewidywania naukowców znacząco różnią się od przewidywań SI.
Zdaniem naukowców, możemy zatrzymać globalne ocieplenie na poziomie 2 stopni Celsjusza pod warunkiem, że do połowy wieków państwa wywiążą się ze zobowiązania ograniczenia emisji gazów cieplarnianych do zera. Sztuczna inteligencja nie jest jednak tak optymistycznie nastawiona. Zdaniem algorytmu, przy obecnej emisji poziom ocieplenia o ponad 2 stopnie osiągniemy około roku 2050, a przy znacznym zredukowaniu emisji – około roku 2054. Obliczenia te znacznie odbiegają od szacunków IPCC z 2021 roku, z których wynika, że przy redukcji emisji do poziomu, jaki jest wspomniany przez algorytm sztucznej inteligencji, poziom 2 stopni przekroczymy dopiero w latach 90. obecnego wieku.
Diffenbaugh i Barnes mówią, że do przewidywania przyszłych zmian klimatu naukowcy wykorzystują różne modele klimatyczne, które rozważają wiele różnych scenariuszy, a eksperci – między innymi na podstawie tego, jak dany model sprawował się w przeszłości czy jak umiał przewidzieć dawne zmiany klimatu, decydują, który scenariusz jest najbardziej prawdopodobny. SI, jak stwierdzają uczeni, bardziej skupia się zaś na obecnym stanie klimatu. Stąd też mogą wynikać różnice pomiędzy stanowiskiem naukowców a sztucznej inteligencji.
W środowisku naukowym od pewnego czasu coraz częściej słychać głosy, byśmy przestali udawać, że jesteśmy w stanie powstrzymać globalne ocieplenie na poziomie 1,5 stopnia Celsjusza. Wielu naukowców twierdzi jednak, że jest to możliwe, pod warunkiem, że do 2030 roku zmniejszymy emisję gazów cieplarnianych o połowę.
Sztuczna inteligencja jest więc znacznie bardziej pesymistycznie nastawiona od większości naukowców zarówno odnośnie możliwości powstrzymania globalnego ocieplenia na poziomie 1,5, jak i 2 stopni Celsjusza.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Na łamach Nature opublikowano artykuł, którego autorzy wykazali istnienie związku pomiędzy ewolucją człowieka a naturalnymi zmianami klimatu powodowanymi przez zjawiska astronomiczne. Od dawna podejrzewano, że klimat miał wpływ na ewolucję rodzaju Homo, jednak związek ten trudno udowodnić, gdyż w pobliżu miejsc występowania ludzkich skamieniałości rzadko można znaleźć wystarczająco dużo danych, by opisać klimatu w czasie, gdy ludzie ci żyli.
Dlatego też naukowcy z Korei Południowej, Niemiec, Szwajcarii i Włoch wykorzystali model komputerowy opisujący klimat na Ziemi na przestrzeni ostatnich 2 milionów lat. To pozwoliło na określenie klimatu, jaki panował w miejscu i czasie, w którym żyli badani przez naukowców ludzi. W ten sposób opisano warunki klimatyczne preferowane przez poszczególne gatunki homininów. Stalo się to punktem wyjścia do stworzenia ewoluującej w czasie mapy z obszarami potencjalnie zamieszkanymi przez naszych przodków.
Nawet jeśli różne grupy archaicznych ludzi preferowały różny klimat, to wszystkie one reagowały na zmiany klimatu wywoływane takimi zjawiskami astronomicznymi jak zmiana nachylenia ekliptyki, ekscentryczność orbity czy precesję. Zmiany takie mają miejsce w okresach od 21 tysięcy do 400 tysięcy lat, mówi Axel Timmermann, główny autor badań i dyrektor Centrum Fizyki Klimatu na Uniwersytecie Narodowym Pusan w Korei Południowej.
Uczeni, żeby sprawdzić, czy związek pomiędzy zmianami klimatu a ewolucją rzeczywiście istnieje, powtórzyli swoją analizę, ale zmieniali dane dotyczące datowania poszczególnych skamieniałości, przypadkowo je między sobą podmieniając. Jeśli zmiany klimatu nie miały związku z ewolucją, to takie podmienienie danych nie powinno wpłynąć na wyniki analizy. Okazało się jednak, że wyniki analizy dla danych prawdziwych i przypadkowo wymieszanych zasadniczo się między sobą różniły. Wyraźnie widoczne były różnice we wzorcach wyboru habitatów przez Homo sapiens, Homo neanderthalensis i Homo haidelbergensis. Wyniki te pokazują, że co najmniej na przestrzeni ostatnich 500 000 lat zmiany klimatu, w tym okresy zlodowaceń, odgrywały kluczową rolę w wyborze habitatu przez te gatunki, co z kolei wpłynęło na miejsca znalezienia skamieniałości, mówi Timmermann.
Postanowiliśmy też poznać odpowiedź na pytanie, czy habitaty różnych gatunków człowieka nakładały się na siebie w czasie i przestrzeni, dodaje profesor Pasquale Raia z Università di Napoli Federico II w Neapolu. Na podstawie tak uzyskanych danych dotyczących nakładających się habitatów, zrekonstruowano drzewo ewolucyjne człowieka. Wynika z niego, że neandertalczycy i denisowianie wyodrębnili się z eurazjatyckiego kladu H. heidelbergensis około 500–400 tysięcy lat temu, a H. sapiens pochodzi z południowoafrykańskiej populacji H. heidelbergensis, od której oddzielił się około 300 tysięcy lat temu.
Nasza bazująca na klimacie rekonstrukcja drzewa ewolucyjnego człowieka jest więc dość podobna do rekonstrukcji wykonanej w ostatnim czasie na podstawie danych genetycznych lub danych morfologicznych. Dzięki temu możemy zaufać uzyskanym przez nas wynikom, cieszy się doktor Jiaoyan Ruan z Korei Południowej.
Niezwykłej rekonstrukcji dokonano za pomocą południowokoreańskiego superkomputera Aleph, który pracował nieprzerwanie przez 6 miesięcy, by stworzyć największą z dotychczasowych symulacji przeszłego klimatu. Model obejmuje aż 500 terabajtów danych. To pierwsza ciągła symulacja ziemskiego klimatu obejmująca ostatnie 2 miliony lat i uwzględniająca pojawiania się i znikanie pokryw lodowych czy zmiany w stężeniach gazów cieplarnianych. Dotychczas paleoantropolodzy nie używali tak rozległych modeli paleoklimatycznych. Nasza praca pokazuje, jak przydatne są to narzędzia, dodaje profesor Christoph Zollikofer z Uniwersytetu w Zurichu.
Uczeni mówią, ze w swoich danych zauważyli interesujący wzorzec dotyczący pożywienia. Wcześni afrykańscy hominini żyjący pomiędzy 2 a 1 milionem lat temu preferowali stabilne warunki klimatyczne, co ograniczało ich do wąskich habitatów. Przed około 800 tysiącami lat doszło do zmiany klimatu, w wyniku której grupa znana pod ogólnym terminem H. heidelbergensis dostosowała się do szerszego spektrum źródeł pożywienia, dzięki czemu mogli wędrować po całym globie, docierając do odległych regionów Europy i Azji, dodaje Elke Zeller z Korei. Nasze badania pokazują, że klimat odgrywał kluczową rolę w ewolucji rodzaju Homo. Jesteśmy, kim jesteśmy, gdyż przez wiele tysiącleci udało nam się dostosowywać do powolnych zmian klimatu, wyjaśnia profesor Timmermann.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ocieplenie klimatu może już w przyszłej dekadzie wpłynąć na globalne uprawy kukurydzy i pszenicy, informują naukowcy z NASA na łamach Nature Food. To wcześniej niż dotychczas sądzono. Przy scenariuszu zakładającym utrzymującą się wysoką emisję dwutlenku węgla do końca wieku można spodziewać się spadku produkcji kukurydzy nawet o 24%, przy jednoczesnym wzroście produkcji pszenicy dochodzącym do 17%.
Naukowcy wykorzystali najnowsze modele klimatyczne oraz modele rozwoju upraw, uwzględnili w nich projektowane zmiany temperatury, opadów oraz koncentracji dwutlenku węgla. Modele wykazały, że w ocieplającym się klimacie coraz trudniej będzie uprawiać kukurydzę w tropikach, ale powinien zwiększyć się zasięg występowania pszenicy.
Nie spodziewaliśmy się tak znaczących zmian w porównaniu z poprzednimi tego typu projekcjami, które zostały wykonane w roku 2014, mówi główny autor badań Jonas Jägermeyr z NAA i Columbia University. Szczególnie zaskakujący jest olbrzymi spadek produkcji kukurydzy. Spadek o 20% może mieć poważne implikacje w skali całej planety, stwierdza uczony.
Na potrzeby badań naukowy wykorzystali pięć modeli klimatycznych CMIP6. Każdy z nich w nieco inny sposób przedstawia reakcję klimatu Ziemi na dwutlenek węgla. Następnie dane z tych symulacji zostały użyte w roli danych wejściowych dla 12 modeli upraw opracowanych w ramach projektu AgMIP. Modele te pokazują, jak w skali globu rośliny uprawne reagują na zmiany temperatury, opadów czy koncentrację CO2 w atmosferze. W efekcie uzyskano 240 modeli opisujących, jak do końca wieku mogą wyglądać uprawy kukurydzy, pszenicy, soi oraz ryżu.
Symulacje uwzględniały wyłącznie zmiany klimatu, nie brały pod uwagę dopłat do upraw, zmiany technik uprawy czy wprowadzanie nowych bardziej odpornych odmian. Zjawiska te są przedmiotem intensywnych badań i eksperci chcą je uwzględnić w przyszłych symulacjach.
Symulacje dotyczące upraw soi oraz ryżu wykazały, że w niektórych miejscach dojdzie do spadku produkcji, jednak w skali globalnej różnice między modelami były na tyle duże, że nie udało się wyciągnąć z nich jakichś wiążących wniosków. Znacznie jaśniejszy obraz uzyskano odnośnie kukurydzy i pszenicy.
Kukurydza uprawiana jest na całym świecie, a znaczną jej część uprawia się w pobliżu równika. W zawiązku ze znacznym wzrostem temperatur należy spodziewać się dużych spadków produkcji w Ameryce Północnej i Środkowej, Afryce Zachodniej, Azji Centralnej, Brazylii i w Chinach. Z kolei pszenica, która dobrze rośnie w temperaturach umiarkowanych, może zwiększyć swoje zasięgi. Można spodziewać się wzrostu jej produkcji w północnych częściach USA oraz w Kanadzie, na północy Chin, w Azji Centralnej, na południu Australii i w Afryce Wschodniej.
Badacze zauważają, że temperatura to nie jedyny czynnik decydujący o plonach. Wyższa koncentracja dwutlenku węgla w atmosferze ma do pewnego stopnia pozytywny wpływ na fotosyntezę i retencję wody, zwiększa wydajność, ale dzieje się to kosztem zubożenia roślin o składniki odżywcze. Prowadzone już wcześniej eksperymenty wykazały, że zboża uprawiane w warunkach zwiększonej obecności CO2 tracą proteiny, a w innych roślinach ubywa żelaza i cynku. Przed trzema laty informowaliśmy o badaniach, z których wynikało, że utrata składników odżywczych przez rośliny uprawne spowoduje, że niedobory protein pojawią się u dodatkowych 150 milionów ludzi, a niedobory cynku dotkną dodatkowych 150-200 milionów ludzi. Ponadto około 1,4 miliarda kobiet w wieku rozrodczym i dzieci, które już teraz żyją w krajach o wysokim odsetku anemii, utracą ze swojej diety około 3,8% żelaza.
Ponadto podniesiona koncentracja CO2 ma większy pozytywny wpływ na pszenicę niż na kukurydzę. Problemem mogą być jednak zmieniające się wzorce opadów oraz częstotliwość i czas trwania susz oraz fal upałów. Wyższe temperatury wydłużą też sezon upraw i przyspieszą dojrzewanie roślin.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.