ziemia
Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2012-07-05
Sadza też nas grzeje

Naukowcy z NASA i Chińskiej Akademii Nauk u podnóża Himalajów. Badacze podczas kilku wypraw do odległych himalajskich i tybetyjskich lodowców pobrali z nich rdzenie i zmierzyli ilość sadzy. Ustalili, że w ciągu ostatnich 25 lat koncentracja czarnych drobin wzrosła 2-3 razy. Tybet ociepla się w tempie 0,3 °C na dekadę. Autorzy badań sądzą, że odpowiedzialna za to jest przede wszystkim sadza.


Głównym sprawcą zmian klimatycznych, jak wiadomo, jest dwutlenek węgla. Ale na drugie miejsce, dzięki nowym badaniom, awansowała ostatnio sadza.

Przez długi czas głównym źródłem sadzy były kominy wznoszące się ponad dachami budynków fabrycznych i domów mieszkalnych. Dziś zastąpiły je - przynajmniej w krajach wysoko uprzemysłowionych - rury wydechowe ciężarówek, autobusów i innych pojazdów napędzanych silnikami dieslowskimi.

Do radykalnego ograniczenia emisji sadzy na świecie nawołuje Marc Jacobson - naukowiec ze Stanford University. W pracy opublikowanej latem tego roku w „Journal of Geophysical Research" dowodzi, że tylko w ten sposób można w krótkim czasie zahamować wzrost temperatur w Arktyce i ocalić jej środowisko. „Sadza utrzymuje się w powietrzu od kilkunastu dni do kilkunastu tygodni, podczas gdy dwutlenek węgla wiele dziesięcioleci. W przypadku sadzy efekt ograniczenia emisji będzie więc natychmiastowy. To znacznie skuteczniejsza metoda zatrzymania zmian klimatycznych niż ryzykowne pomysły geoinżynieryjne" - uważa naukowiec.

Według wyliczeń Jacobsona drastyczne ograniczenie ilości sadzy w ziemskiej atmosferze sprawiłoby, że średnie roczne temperatury na Ziemi spadłyby o 1 °C w ciągu zaledwie 15 lat. Tempo wydaje się niesamowite. A w przypadku obszarów położonych za kołem podbiegunowym północnym efekt byłby jeszcze silniejszy. Zdaniem naukowca temperatury w Arktyce obniżyłyby się aż o 1,7 °C. „Wystarczy, aby na pewien czas oddalić groźbę uruchomienia kaskadowych zmian w środowisku polarnym. Na dłuższą metę pomóc może oczywiście tylko redukcja gazów cieplarnianych" - mówi Jacobson.

Czarno na białym
Sadza to czarny proszek składający się głównie z mikroskopijnych drobin węgla. Powstaje podczas mało efektywnego, odbywającego się w zbyt niskiej temperaturze, spalania rozmaitych surowców energetycznych - węgla, ropy czy drewna. Średnica tych cząstek węgla jest wielokrotnie mniejsza od średnicy ludzkiego włosa. Nic dziwnego, że wiatr łatwo unosi ten drobiazg w górę i przenosi na duże odległości, liczone nawet w tysiącach kilometrów.

O sadzy jako czynniku ocieplającym ziemski klimat do niedawna niewiele mówiono. W kolejnych raportach setki stron poświęcano dwutlenkowi węgla, lecz sadzę traktowano marginalnie. Przełomowe znaczenie miały badania, które na początku ostatniego dziesięciolecia rozpoczęli naukowcy z nowojorskiego Goddard Institute for Space Studies (GISS) - ośrodka finansowanego przez agencję kosmiczną NASA, a działającego w ramach Columbia University w Nowym Jorku. Placówką od ponad 30 lat kieruje James Hansen. On też był inicjatorem badań, które przyniosły wiele zaskakujących wyników.

Niespodzianką było odkrycie, jak wielki wpływ na klimat ma sadza osiadająca na powierzchni śniegu i lodu. Hansen i jego współpracownicy doszli do wniosku, że jej udział we wzroście temperatur na globie w ostatnim wieku sięga nawet 25%. „Drobiny węgla zmniejszają zdolność śniegu do odbijania światła słonecznego. Część promieniowania zostaje bowiem pochłonięta przez sadzę i zamieniona na energię cieplną" - tłumaczyli badacze.

Zwracali też uwagę na pozytywne sprzężenie zwrotne: w wyniku pochłaniania ciepła słonecznego śnieg szybciej topnieje, a jego kryształki zlepiają się ze sobą. Wtedy absorbuje jeszcze większą ilość promieniowania słonecznego. Ponadto wytapiają się z niego kawałki skał i gruzu skalnego, które również pochłaniają promieniowanie. „I tak śladowe ilości sadzy mogą uruchomić proces, który kończy się zniknięciem płata śniegu lub bryły lodu" - tłumaczyli badacze. Opisane przez nich zjawisko jest oczywiście od dawna znane i obserwowane. Wcześniej jednak nikt nie miał pojęcia, że jego konsekwencje dla Ziemi mogą być aż tak poważne.

Wrażliwy śnieg
Aby oszacować - po raz pierwszy w historii - wpływ sadzy na klimat, grupa Hansena sięgnęła po dane o stężeniu aerozolu w powietrzu w różnych miejscach kuli ziemskiej. Takie pomiary są wykonywane systematycznie dopiero od niedawna. Na dodatek w miarę gęsta siatka aparatury pomiarowej znajduje się tylko w niektórych częściach globu - przede wszystkim w Europie, Ameryce Północnej i Arktyce, a także wokół Antarktydy. Od czasu, gdy nad południową i wschodnią Azją wykryto olbrzymią koncentrację sadzy, którą wiatry roznoszą po całej planecie, również ten region stał się przedmiotem regularnych obserwacji.

Badacze z GISS zdawali sobie sprawę, że ich wiedza o wędrówkach sadzy po świecie jest niepełna, lecz uznali, że z wnioskami nie należy czekać, aż dowiedzą się wszystkiego, ponieważ taki moment nigdy nie nastąpi. Z pierwszych ustaleń wynikało, że półkula północna jest dużo silniej zanieczyszczona niż południowa. Na Antarktydzie śnieg jest tak samo biały jak dawniej, natomiast w Arktyce zawiera już znaczną domieszkę czarnych drobin. Najwięcej jednak jest ich w śniegu alpejskim, a szybko zwiększa się ich poziom w Himalajach i Tybecie, dokąd dociera sadza znad Chin i Indii.

Późniejsze obserwacje i eksperymenty wykazały, że śnieg jest zadziwiająco czuły na obecność sadzy. Już przy stężeniu w atmosferze wynoszącym zaledwie kilka części na miliard opadnięcie czarnego proszku na powierzchnię śniegu zmniejsza jego zdolność do odbijania światła (albedo) o 1%. Niby nie brzmi to groźnie, lecz już taki impuls wystarczy do zmodyfikowania bilansu energetycznego globu i podniesienia temperatur. A w Arktyce, w Alpach, czy ostatnio w górach Azji sadza gromadzi się w znacznie większych ilościach. Jej stężenie - jak wynika z pomiarów - sięga nawet 100 części na miliard.

Badacze z GISS oszacowali, że śnieg na półkuli północnej odbija dziś o 3% mniej promieniowania słonecznego niż sto lat temu. Dla Antarktydy, gdzie pokrywa śniegowa jest wciąż nieskażona zanieczyszczeniami, albedo wynosi zero. Ale to wyjątek. Wykonane przez grupę Hansena obliczenia obejmujące okres od 1880 do 2000 roku pokazały, że za wzrost temperatur na globie odpowiada aż w jednej czwartej sadza. „Sadza jest pierwszoplanowym uczestnikiem gry, w której stawką jest równowaga klimatyczna planety" - konkludowali badacze.

W przekonaniu tym Hansen utwierdził się rok temu po powrocie z Tybetu, gdzie wspólnie z badaczami z uniwersytetu w Pekinie przez wiele miesięcy nawiercał lodowce, aby zobaczyć, jak bardzo zostały one zanieczyszczone sadzą w ciągu ostatnich 20 lat. Wrócił zdumiony olbrzymią ilością brudu kumulującego się w miejscach odległych o tysiące kilometrów od ośrodków przemysłowych i gęsto zaludnionych regionów wschodnich Chin. „Wciąż nie traktujemy sadzy poważnie. Tymczasem pozbycie się jej nadmiaru byłoby znacznie łatwiejsze niż pozbycie się nadwyżki dwutlenku węgla. I gwarantowałoby natychmiastową poprawę. Dysponujemy odpowiednimi technologiami, dzięki którym możemy poradzić sobie z problemem w ciągu kilkunastu lat" - mówił.

Gorzej już było?
Azja idzie drogą, którą sto lat temu przebyła Europa i Ameryka Północna. Zwykle uważa się, że Arktykę zaczęliśmy zanieczyszczać na dużą skalę dopiero w ostatnich dekadach. Ale to nieprawda. Dziś jest pod tym względem lepiej niż na początku XX wieku. W 2007 roku Joe McConnell i Ross Edwards z Desert Research Institute in Reno (USA) wybrali się na Grenlandię, by zmierzyć ilość sadzy zakumulowanej w jej lodzie w ciągu ostatnich 200 lat. W kilku miejscach pobrali rdzenie do analiz. Ze zdumieniem stwierdzili, że najwięcej sadzy pochodzenia przemysłowego docierało na odległą arktyczną wyspę pod koniec XIX wieku i na początku XX. Rekord padł w 1910 roku, kiedy to w lodzie uzbierało się 8-10 razy więcej sadzy niż przed rewolucją industrialną.


Więcej w miesięczniku „Wiedza i Życie" nr 11/2010 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
12/2020
11/2020
Kalendarium
Listopad
29
W 1951 r. na Poligonie Nevada przeprowadzono pierwszą amerykańską podziemną próbę jądrową.
Warto przeczytać
Fizyka kwantowa jest dziwna. Reguły świata kwantowego, według których działa świat na poziomie atomów i cząstek subatomowych, nie są tymi samymi regułami, które obowiązują w dobrze znanym nam świecie codziennych doświadczeń - regułami, które kojarzymy ze zdrowym rozsądkiem.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Andrzej Hołdys | dodano: 2012-07-05
Sadza też nas grzeje

Naukowcy z NASA i Chińskiej Akademii Nauk u podnóża Himalajów. Badacze podczas kilku wypraw do odległych himalajskich i tybetyjskich lodowców pobrali z nich rdzenie i zmierzyli ilość sadzy. Ustalili, że w ciągu ostatnich 25 lat koncentracja czarnych drobin wzrosła 2-3 razy. Tybet ociepla się w tempie 0,3 °C na dekadę. Autorzy badań sądzą, że odpowiedzialna za to jest przede wszystkim sadza.


Głównym sprawcą zmian klimatycznych, jak wiadomo, jest dwutlenek węgla. Ale na drugie miejsce, dzięki nowym badaniom, awansowała ostatnio sadza.

Przez długi czas głównym źródłem sadzy były kominy wznoszące się ponad dachami budynków fabrycznych i domów mieszkalnych. Dziś zastąpiły je - przynajmniej w krajach wysoko uprzemysłowionych - rury wydechowe ciężarówek, autobusów i innych pojazdów napędzanych silnikami dieslowskimi.

Do radykalnego ograniczenia emisji sadzy na świecie nawołuje Marc Jacobson - naukowiec ze Stanford University. W pracy opublikowanej latem tego roku w „Journal of Geophysical Research" dowodzi, że tylko w ten sposób można w krótkim czasie zahamować wzrost temperatur w Arktyce i ocalić jej środowisko. „Sadza utrzymuje się w powietrzu od kilkunastu dni do kilkunastu tygodni, podczas gdy dwutlenek węgla wiele dziesięcioleci. W przypadku sadzy efekt ograniczenia emisji będzie więc natychmiastowy. To znacznie skuteczniejsza metoda zatrzymania zmian klimatycznych niż ryzykowne pomysły geoinżynieryjne" - uważa naukowiec.

Według wyliczeń Jacobsona drastyczne ograniczenie ilości sadzy w ziemskiej atmosferze sprawiłoby, że średnie roczne temperatury na Ziemi spadłyby o 1 °C w ciągu zaledwie 15 lat. Tempo wydaje się niesamowite. A w przypadku obszarów położonych za kołem podbiegunowym północnym efekt byłby jeszcze silniejszy. Zdaniem naukowca temperatury w Arktyce obniżyłyby się aż o 1,7 °C. „Wystarczy, aby na pewien czas oddalić groźbę uruchomienia kaskadowych zmian w środowisku polarnym. Na dłuższą metę pomóc może oczywiście tylko redukcja gazów cieplarnianych" - mówi Jacobson.

Czarno na białym
Sadza to czarny proszek składający się głównie z mikroskopijnych drobin węgla. Powstaje podczas mało efektywnego, odbywającego się w zbyt niskiej temperaturze, spalania rozmaitych surowców energetycznych - węgla, ropy czy drewna. Średnica tych cząstek węgla jest wielokrotnie mniejsza od średnicy ludzkiego włosa. Nic dziwnego, że wiatr łatwo unosi ten drobiazg w górę i przenosi na duże odległości, liczone nawet w tysiącach kilometrów.

O sadzy jako czynniku ocieplającym ziemski klimat do niedawna niewiele mówiono. W kolejnych raportach setki stron poświęcano dwutlenkowi węgla, lecz sadzę traktowano marginalnie. Przełomowe znaczenie miały badania, które na początku ostatniego dziesięciolecia rozpoczęli naukowcy z nowojorskiego Goddard Institute for Space Studies (GISS) - ośrodka finansowanego przez agencję kosmiczną NASA, a działającego w ramach Columbia University w Nowym Jorku. Placówką od ponad 30 lat kieruje James Hansen. On też był inicjatorem badań, które przyniosły wiele zaskakujących wyników.

Niespodzianką było odkrycie, jak wielki wpływ na klimat ma sadza osiadająca na powierzchni śniegu i lodu. Hansen i jego współpracownicy doszli do wniosku, że jej udział we wzroście temperatur na globie w ostatnim wieku sięga nawet 25%. „Drobiny węgla zmniejszają zdolność śniegu do odbijania światła słonecznego. Część promieniowania zostaje bowiem pochłonięta przez sadzę i zamieniona na energię cieplną" - tłumaczyli badacze.

Zwracali też uwagę na pozytywne sprzężenie zwrotne: w wyniku pochłaniania ciepła słonecznego śnieg szybciej topnieje, a jego kryształki zlepiają się ze sobą. Wtedy absorbuje jeszcze większą ilość promieniowania słonecznego. Ponadto wytapiają się z niego kawałki skał i gruzu skalnego, które również pochłaniają promieniowanie. „I tak śladowe ilości sadzy mogą uruchomić proces, który kończy się zniknięciem płata śniegu lub bryły lodu" - tłumaczyli badacze. Opisane przez nich zjawisko jest oczywiście od dawna znane i obserwowane. Wcześniej jednak nikt nie miał pojęcia, że jego konsekwencje dla Ziemi mogą być aż tak poważne.

Wrażliwy śnieg
Aby oszacować - po raz pierwszy w historii - wpływ sadzy na klimat, grupa Hansena sięgnęła po dane o stężeniu aerozolu w powietrzu w różnych miejscach kuli ziemskiej. Takie pomiary są wykonywane systematycznie dopiero od niedawna. Na dodatek w miarę gęsta siatka aparatury pomiarowej znajduje się tylko w niektórych częściach globu - przede wszystkim w Europie, Ameryce Północnej i Arktyce, a także wokół Antarktydy. Od czasu, gdy nad południową i wschodnią Azją wykryto olbrzymią koncentrację sadzy, którą wiatry roznoszą po całej planecie, również ten region stał się przedmiotem regularnych obserwacji.

Badacze z GISS zdawali sobie sprawę, że ich wiedza o wędrówkach sadzy po świecie jest niepełna, lecz uznali, że z wnioskami nie należy czekać, aż dowiedzą się wszystkiego, ponieważ taki moment nigdy nie nastąpi. Z pierwszych ustaleń wynikało, że półkula północna jest dużo silniej zanieczyszczona niż południowa. Na Antarktydzie śnieg jest tak samo biały jak dawniej, natomiast w Arktyce zawiera już znaczną domieszkę czarnych drobin. Najwięcej jednak jest ich w śniegu alpejskim, a szybko zwiększa się ich poziom w Himalajach i Tybecie, dokąd dociera sadza znad Chin i Indii.

Późniejsze obserwacje i eksperymenty wykazały, że śnieg jest zadziwiająco czuły na obecność sadzy. Już przy stężeniu w atmosferze wynoszącym zaledwie kilka części na miliard opadnięcie czarnego proszku na powierzchnię śniegu zmniejsza jego zdolność do odbijania światła (albedo) o 1%. Niby nie brzmi to groźnie, lecz już taki impuls wystarczy do zmodyfikowania bilansu energetycznego globu i podniesienia temperatur. A w Arktyce, w Alpach, czy ostatnio w górach Azji sadza gromadzi się w znacznie większych ilościach. Jej stężenie - jak wynika z pomiarów - sięga nawet 100 części na miliard.

Badacze z GISS oszacowali, że śnieg na półkuli północnej odbija dziś o 3% mniej promieniowania słonecznego niż sto lat temu. Dla Antarktydy, gdzie pokrywa śniegowa jest wciąż nieskażona zanieczyszczeniami, albedo wynosi zero. Ale to wyjątek. Wykonane przez grupę Hansena obliczenia obejmujące okres od 1880 do 2000 roku pokazały, że za wzrost temperatur na globie odpowiada aż w jednej czwartej sadza. „Sadza jest pierwszoplanowym uczestnikiem gry, w której stawką jest równowaga klimatyczna planety" - konkludowali badacze.

W przekonaniu tym Hansen utwierdził się rok temu po powrocie z Tybetu, gdzie wspólnie z badaczami z uniwersytetu w Pekinie przez wiele miesięcy nawiercał lodowce, aby zobaczyć, jak bardzo zostały one zanieczyszczone sadzą w ciągu ostatnich 20 lat. Wrócił zdumiony olbrzymią ilością brudu kumulującego się w miejscach odległych o tysiące kilometrów od ośrodków przemysłowych i gęsto zaludnionych regionów wschodnich Chin. „Wciąż nie traktujemy sadzy poważnie. Tymczasem pozbycie się jej nadmiaru byłoby znacznie łatwiejsze niż pozbycie się nadwyżki dwutlenku węgla. I gwarantowałoby natychmiastową poprawę. Dysponujemy odpowiednimi technologiami, dzięki którym możemy poradzić sobie z problemem w ciągu kilkunastu lat" - mówił.

Gorzej już było?
Azja idzie drogą, którą sto lat temu przebyła Europa i Ameryka Północna. Zwykle uważa się, że Arktykę zaczęliśmy zanieczyszczać na dużą skalę dopiero w ostatnich dekadach. Ale to nieprawda. Dziś jest pod tym względem lepiej niż na początku XX wieku. W 2007 roku Joe McConnell i Ross Edwards z Desert Research Institute in Reno (USA) wybrali się na Grenlandię, by zmierzyć ilość sadzy zakumulowanej w jej lodzie w ciągu ostatnich 200 lat. W kilku miejscach pobrali rdzenie do analiz. Ze zdumieniem stwierdzili, że najwięcej sadzy pochodzenia przemysłowego docierało na odległą arktyczną wyspę pod koniec XIX wieku i na początku XX. Rekord padł w 1910 roku, kiedy to w lodzie uzbierało się 8-10 razy więcej sadzy niż przed rewolucją industrialną.