-
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
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
Celowa działalność rdzennych mieszkańców Ameryki Północnej miała większy wpływ na lasy na wschodnim wybrzeżu niż klimat, wynika z badań przeprowadzonych przez profesora Marca Abramsa z Pennsylvannia State University.
Rdzenni Amerykanie świetnie zarządzali szatą roślinną i możemy się w tym względzie wiele od nich nauczyć. Wiedzieli, jak doprowadzić do regeneracji roślin, którymi się żywili, jak zapewnić pożywienie zwierzętom, na które polowali. W tym celu regularnie wypalali lasy, mówi uczony.
Abrams od 30 lat bada jakość obecnych i dawnych lasów na wschodzie Stanów Zjednoczonych. Zauważył, że od co najmniej 2000 lat lasy te były regularnie wypalane, co doprowadziło do zdominowania ich przez gatunki drzew zaadaptowane do obecności ognia. Gdy rdzenni mieszkańcy tych terenów zostali z nich wyparci, a mieszkańcy USA przestali wypalać lasy, rozpoczęły się zmiany, które doprowadziły do tego, że gatunki takie jak dąb, orzesznik i sosna zaczęły zanikać.
Wciąż trwa spór o to, czy skład lasów został zdeterminowany głównie przez klimat czy działalność człowieka, ale nowe badania dowodzą, że celowe pożary powodowane przez człowieka były głównym czynnikiem decydującym o tym, jak wyglądały lasy na Wschodzie. To bardzo ważna wiedza, gdyż obecnie zmiany klimatyczne coraz bardziej zaprzątają uwagę naukowców, stwierdza Abrams.
Uczony podkreśla, że wyniki jego badań nie mają odniesienia do innych regionów. Na zachodzie USA to klimat decydował o składzie lasów. Tamten region doświadczał bowiem większych upałów i większych susz.
W czasie swoich badań Abrams i jego zespół analizowali pyłki i węgiel drzewny przed setek i tysięcy lat, a uzyskane wyniki porównywali ze współczesnymi danymi dotyczącymi składu lasów. Przyjrzeli się siedmiu typom lasów występujących w północnych i centralnych regionach wschodu Stanów Zjednoczonych.
Badacze zauważyli, że w lasach najbardziej wysuniętych na północ współczesne dane wskazują na znaczące zmniejszenie się liczby buków, sosen, choin i modrzewi, a znaczny wzrost populacji klonu, jesionu, dębu i jodły. Z kolei lasy położone bardziej na południe były historycznie zdominowane przez dąb i sosnę, a w czasach współczesnych doszło do spadku liczby dębów i kasztanów, zwiększyła się za to liczebność klonu i brzozy.
Współczesne lasy są zdominowane przez gatunki które są lepiej przystosowane do chłodnego klimatu, lepiej tolerują cień, nie radzą sobie z suszą i ogniem. Liczebność takich gatunków ulega zmniejszeniu gdy las jest regularnie wypalany. Gatunki takie jak dąb zajmują obszary, gdzie dochodzi do pożarów lasów. Co więcej, współczesne zmiany składu lasów powodują, że są one bardziej podatne na susze i pożary, mówi uczony.
W czasie badań naukowcy wykorzystali też dane dotyczące liczebności populacji. Okazało się, że po setkach lat dość stabilnego poziomu wypalania lasów przez niewielką populację Indian w tym regionie doszło do gwałtownego zwiększenia liczby pożarów, a zjawisko to było związane z europejskim osadnictwem w XIX wieku. Ponadto, jak się okazało, nieliczni rdzenni mieszkańcy tych terenów byli w stanie wypalać duże obszary i robili to regularnie.
Po roku 1940 doszło do znacznego ograniczenia liczby pożarów, to znacząco wpłynęło na lasy. Od czasu, gdy zaczęto regularną kampanię zapobiegania pożarom lasów, niemal przestało do nich dochodzić, co w znaczny sposób odbiło się na lasach. Przeszliśmy od umiarkowanej liczby pożarów, poprzez zbyt dużą ich liczbę do niemal zaniku pożarów lasów. Musimy wrócić do umiarkowanego wypalania w celu lepszego zarządzania szatą roślinną, mówi uczony.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Z artykułu opublikowanego na łamach PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences) dowiadujemy się, że ludzkość doprowadziła do odwrócenia trwającego od co najmniej 50 milionów lat długoterminowego trendu ochładzania naszej planety.
Do roku 2030 klimat Ziemi może przypominać ten z połowy pliocenu, sprzed ponad 3 milionów lat. Jeśli zaś nie zmniejszymy emisji gazów cieplarnianych, to do roku 2150 będzie klimat będzie przypominał eocen, epokę sprzed 50 milionów lat. Do tak dramatycznych zmian człowiek może doprowadzić w ciągu dwóch wieków.
Jeśli myślimy o przyszłości w kategoriach przeszłości, to musimy stwierdzić, że wkraczamy na terytorium nieznane ludzkości. Zmierzamy w kierunku dramatycznych zmian w bardzo krótkim czasie, w ciągu kilku wieków odwracamy długoterminowy trend ochłodzenia, mówi Kevin Burke, główny autor badań.
Wszystkie gatunki na Ziemi pochodzą od przodków, którzy przetrwali eocen i pliocen. Nie wiemy jednak, czy współczesna flora i fauna oraz człowiek są w stanie zaadaptować się do tak szybkich zmian, jakie obecnie zachodzą. Wedle współczesnej nauki, są to najszybsze zmiany, jakich doświadczyło życie na Ziemi w całej swojej historii.
Możemy użyć przeszłości, aby dowiedzieć się, jak będzie wyglądała przyszłość. A będzie ona odmienna od wszystkiego, czego doświadczyliśmy w naszym życiu. Ludziom trudno jest wyobrazić sobie, co stanie się za 5 czy 10 lat. Używając analogii z przeszłości geologicznej Ziemi możemy przewidywać przyszłe zmiany, stwierdził profesor John Williams z University of Wisconsin-Madison.
Podczas eocenu kontynenty były bliżej siebie, niedawno wyginęły dinozaury, a średnie temperatury były o 13 stopni Celsjusza wyższe niż obecnie. Ziemię podbijali przodkowie współczesnych ssaków, a w Arktyce rosły bagienne lasy, podobne do tych, jakie obecnie występują na południu USA.
W pliocenie zaś Ameryka Północna i Południowa połączyły się, klimat był suchy, tworzyły się Himalaje, średnie temperatury były o 1,8–3,6 stopnia wyższe niż obecnie.
Na potrzeby swoich badań Burke i William, przy pomocy naukowców z University of Bristol, Columbia University, University of Leeds, NASA Goddard Institute for Space Studies oraz National Center for Atmospheric Research, zbadali podobieństwa pomiędzy prognozowanymi zmianami klimatu a różnymi okresami geologicznymi. Wzięli m.in. pod uwagę wczesny eocen, środkowy pliocen, ostatnie zlodowacenie (129–116 tysięcy lat temu), środkowy holocen (6000 lat temu), epokę sprzed rewolucji przemysłowej (przed 1850 rokiem) oraz początek XX wieku. Wykorzystali scenariusz RCP8.5, który zakłada brak redukcji emisji gazów cieplarnianych oraz RCP4.5, zakładający umiarkowaną redukcję, a także trzy modele klimatyczne: Hadley Centre Coupled Model version 3, Goddard Institute for Space Studies ModelE2-R i Community Climate System Model.
Oba scenariusze i każdy z modeli po porównaniu ich z poprzednimi epokami geologicznymi wykazały, że do roku 2030 (RCP8.5) lub 2040 (RCP4.5) klimat Ziemi ustabilizuje się w warunkach przypominających te ze środkowego pliocenu. Jeśli jednak weźmiemy pod uwagę scenariusz RCP8.5 i sprawdzimy, co będzie dalej, to modele wykazały, że do roku 2150 klimat Ziemi będzie przypominał ten z eocenu. Głębokie zmiany znajdą najpierw w centrach kontynentów i będą przemieszczały się w kierunku wybrzeży. Wzrosną temperatury, zwiększą się opady, będą topiły się lody.
Madison w stanie Wisconsin ogrzewa się szybciej niż Seattle w stanie Washington, mimo iż oba miasta leżą na tej samej szerokości geograficznej. Oznacza to, że jeśli średnie temperatury na kuli ziemskiej zwiększą się o 3 stopnie Celsjusza, to w Madison możemy spodziewać się dwukrotnie większego wzrostu, wyjaśnia Williams.
Badania wykazały też, że przy scenariuszu RCP8.8 całkowicie nowe warunki klimatyczne pojawią się na 9% powierzchni Ziemi. Oznacza to, że obszary takie jak m.in. południowo-wschodnia Azja, północna Australia i wybrzeża obu Ameryk doświadczą warunków, jakich nigdy wcześniej nie doświadczyły.
Przed 10 laty szwedzki naukowiec Johan Rockström i jego zespół opracowali koncepcję „bezpiecznej przestrzeni operacyjnej”. To warunki klimatyczne, w jakich mogą rozwijać się współczesne społeczeństwa rolnicze. Im dalej odsuwamy się od warunków klimatycznych Holocenu, tym większej jest ryzyko opuszczenia bezpiecznej przestrzeni operacyjnej, mówi Wiliams. W ciągu tych 20–25 lat od kiedy zajmuję się tym zagadnieniem przeszliśmy od prognozowania nadchodzących zmian klimatycznych, poprzez wykrywanie skutków tych zmian po doświadczanie ich negatywnych efektów. Z ich powodu już teraz umierają ludzie, ich nieruchomości są niszczone, widzimy coraz więcej pożarów i coraz silniejsze sztormy. W systemie klimatycznym gromadzi się coraz więcej energii, co prowadzi do coraz bardziej gwałtownych zjawisk, stwierdza uczony.
W historii Ziemi dochodziło do wielu wielkich wydarzeń. Ewoluowały nowe gatunki, życie potrafiło przetrwać największe klęski, gatunki również dawały sobie radę. Jednak wiele gatunków stracimy. I my żyjemy na tej planecie. Są rzeczy, o które powinniśmy się matrwić. Nasza praca pokazuje, że z historii możemy wyciągać wnioski, rozumieć zmiany i lepiej się do nich dostosowywać, dodaje Williams.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W miarę wzrostu globalnego ocieplenia i w obliczu braku chęci redukcji gazów cieplarnianych, naukowcy coraz częściej biorą pod uwagę geoinżynierię. Jednak manipulowanie klimatem planety może przynieść nieoczekiwane, niekorzystne skutki. Zanim ktokolwiek tego spróbuje, musimy zbadać, jakie będą tego konsekwencje. Musimy dowiedzieć się, w co się możemy wpakować", mówi profesor Solomon Hsiang z University of California, Berkeley. Hsiang i jego zespół chcą zbadać, jakie skutki może przynieść celowe rozpylanie w atmosferze miniaturowych cząstek, które odbijałyby część promieniowania słonecznego. Zespół Hsianga skupił się tutaj na wpływie takich działań na produkcję rolniczą.
Coraz więcej badań pokazuje, że rosnąca temperatura zaczyna wywierać tak niekorzystny wpływ na rośliny, iż można obawiać się o wielkość plonów. Powstrzymanie ocieplenia poprzez rozpylenie związków, mogących powstrzymać wzrost temperatury może powstrzymać spadek plonów i zapewnić ludzkości dostateczną ilość pożywienia. Ponadto niewykluczone, że rośliny wolą rozproszone światło, a takie zapewniłoby rozpylenie w atmosferze chroniących Ziemię cząstek. Jednocześnie jednak na powierzchnię naszej planety trafiałoby mniej światła, a to mogłoby negatywnie odbić się na plonach. Nie wiadomo, który z elementów przeważy i jaki wpływ na rolnictwo miałyby działania geoinżynieryjne tego typu.
Hsiang i jego zespół postanowili więc bliżej przyjrzeć się dwóm dużym erupcjom wulkanicznym, wybuchowi Mount Pinatubo na Filipinach z 1991 roku oraz eksplozji meksykańskiego El Chichon z 1982 roku. Podczas obu erupcji do atmosfery przedostały się miliony ton dwutlenku siarki, gazu, który tworzy w atmosferze aerozole blokujące dopływ promieni słonecznych. Wiadomo, że po eksplozji Mt. Pinatubo średnie temperatury na Ziemi spadły na dwa lata o około 0,5 stopnia Celsjusza.
Naukowcy wykorzystali dane satelitarne dotyczące obu erupcji oraz informacje o zbiorach kukurydzy, soi, ryżu i pszenicy ze 105 krajów z lat 1979–2009. Jako, że chcieli dowiedzieć się, jak przesłonięcie światła słonecznego wpłynęło na plony, pod uwagę wzięli też, w celu wyeliminowania tych czynników, inne zjawiska, jak np. wielkość opadów.
Okazało się, że erupcja Mt. Pinatubo z pewnością zmniejszyła plony płodów rolnych. Zjawisko takie jest znacznie mniej widoczne w przypadku wybuch El Chichon, jednak erupcja ta jest znacznie słabiej poznana, co mogło wpłynąć na ostateczny wynik badań grupy Hsianga. Naukowcy wyliczyli, że wskutek wybuchu Mount Pinatubo światowe zbiory kukurydzy zmniejszyły się o 9%, a plony soi, ryżu i pszenicy spadły o 5%. Tak duże spadki były zaskoczeniem. Uczeni spodziewali się bowiem, że rozproszone światło będzie korzystne dla roślin.
Wyniki analizy zastosowano do modeli klimatycznych i obliczono, jak mogą wyglądać przyszłe zbiory z geoinżynierią i bez niej. Okazało się, że wszelkie potencjalne korzyści z geoinżynierii są niweczone przez mniejszą dostępność światła. Geoinżynieria nie przynosi rolnictwu szkody, ale też mu nie pomaga. Dotychczas wielu sądziło, że jeśli zastosujemy geoinżynierię i nie dopuścimy dzięki niej do wzrostu temperatury, to rolnictwo na tym skorzysta, gdyż plony nie będą spadać z powodu gorąca. Jednak, jak się okazało, zmieni się tylko przyczyna spadku. Nie zmniejszą się one z powodu gorąca, ale z powodu mniejszej dostępności światła.
Część naukowców przestrzega jednak przed wyciąganiem pochopnych wniosków, argumentując, że mamy zbyt mało danych, by cokolwiek jednoznacznie stwierdzać. Geoinżynieeria zmieni klimat w zupełnie inny sposób niż czynią to erupcje wulkanów, mówi David Keith, profesor fizyki z Harvard University. Po pierwsze geoinżynieria byłaby związana z ciągłym wypuszczaniem aerozoli do atmosfery. Wybuch wulkanu to jednokrotne gwałtowne wydarzenie. Przez to inna byłaby dynamika schładzania planety i inny wpływ geoinżynierii na klimat i różne jego aspekty, jak opady. Z kolei profesor klimatologii Alan Robock z Rutgers University zauważa, że rolnictwo i stosowane przezeń rozwiązania, ciągle się zmieniają, w zależności od sytuacji. Nie wiadomo, czy moglibyśmy stosować dzisiejsze rozwiązania gdy zaczniemy zajmować się geoinżynierią.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.