https://frosthead.com

Lima Cara Yang Tidak Biasa Ahli Saintis Belajar Perubahan Iklim

Kesan perubahan iklim dapat dilihat di mana-mana. Ia mencairkan lapisan ais Antarctica, menghantui bandar-bandar utama untuk banjir masa depan, merosakkan tanaman kopi dan juga mengubah rasa epal.

Keadaan yang menyedihkan ini tetap membuktikan para saintis mempunyai peluang. Kerana perubahan iklim sangat meluas, ia boleh dikaji dengan mengkaji data rentang yang luar biasa. Kebanyakan data ini dikumpulkan dari imej satelit, diekstrak melalui analisis teras ais atau didapati daripada menyaring rekod suhu atmosfera. Tetapi ada yang dikumpulkan dari sedikit lebih banyak sumber yang tidak biasa. Tanpa urutan tertentu, inilah ringkasan dari 5 cara yang tidak biasa saintis sedang mengkaji perubahan iklim:

hyraxurine.jpg (Image via Quaternary Science Reviews / Chase et al.)

1. Urin fosil

The hyrax-mamalia herbivora kecil yang berasal dari Afrika dan Timur Tengah-mempunyai sepasang tabiat yang tidak biasa. Haiwan-haiwan ini cenderung mendiami retakan yang sama di dalam batu selama beberapa generasi, dan mereka juga suka membuang air kecil di tempat yang sama, berulang-ulang kali. Kerana air kencing mereka mengandungi jejak daun, rumput dan debunga, lapisan air kencing kering yang membina dan fosil di atas beribu-ribu tahun telah memberikan satu pasukan saintis (yang dipimpin oleh Brian Chase dari Universiti Montpellier) melihat jarang pada tumbuhan biodiversiti kuno dan bagaimana ia telah terjejas oleh perubahan iklim yang lebih luas.

Tambahan pula, nitrogen dalam air kencing-unsur yang telah lama menjadi penting bagi mereka yang menggunakan sifat-sifat saintifik pee-bersama dengan kandungan karbon air kencing menceritakan kisah penting sebagai lapisan selepas lapisan bahan dessicated, dipanggil hyraceum, dianalisis. Dalam masa yang lebih kering, tumbuh-tumbuhan terpaksa menggabungkan isotop-isotop berat unsur-unsur ini ke dalam tisu mereka, jadi lapisan urin yang mengandungi banyak isotop berat menunjukkan bahawa hyrax melegakan diri mereka setelah menelan tumbuhan yang agak kering. Lapisan lapisan yang disusun membolehkan para saintis mengesan kelembapan melalui masa.

"Sekali kita mendapati lapisan air kencing yang baik, kita menggali sampel dan membuangnya untuk belajar, " kata Chase kepada The Guardian dalam artikel mengenai kerja luar biasanya. "Kami mengambil kencing secara harfiah-dan ini terbukti menjadi cara yang sangat berkesan untuk mengkaji bagaimana perubahan iklim telah menjejaskan persekitaran tempatan." Set data paling berharga pasukannya? Satu tumpukan air kencing fosil yang telah diakibatkan selama kira-kira 55, 000 tahun.

rodgers2.jpg (Imej melalui Wikimedia Commons / NOAA)

2. Logbook Naval Lama

Tidak ramai orang yang lebih peduli tentang cuaca berbanding pelaut. Cuaca Lama, sebuah projek sains warga negara, berharap untuk memanfaatkan fakta itu untuk lebih memahami cuaca harian 100 tahun yang lalu. Sebagai sebahagian daripada projek, sesiapa sahaja boleh membuat akaun dan secara manual menyalin buku log harian dari kapal-kapal abad ke-18 dan ke-19 yang melintasi Artik dan tempat lain.

Kerja ini masih dalam peringkat awal: Setakat ini, 26, 717 halaman rekod dari 17 kapal yang berbeza telah disalin, dengan kira-kira 100, 000 muka surat untuk pergi. Akhirnya, apabila data yang cukup telah disalin, para saintis dari seluruh dunia yang menyelaraskan projek itu akan menggunakan laporan cuaca yang sangat terperinci ini untuk melukis gambaran yang lebih lengkap tentang bagaimana mikrovariasi cuaca Arctic sesuai dengan trend iklim jangka panjang.

Walaupun tidak ada bayaran yang ditawarkan, ada kepuasan untuk menambah rekod kita mengenai variasi iklim sejak beberapa abad yang lalu. Plus, tuliskan cukup dan anda akan dipromosikan dari "kadet" kepada "leftenan" kepada "kapten." Tidak buruk untuk penjenayah moden.

Visualisasi_of_the_GPM_Core_Observatory_and_Partner_Satellites.jpg (Imej melalui Wikimedia Commons / NASA)

3. Kelajuan Satelit

Tidak lama dahulu, sekumpulan saintis yang mempelajari bagaimana atmosfera berkelakuan di ketinggian tinggi melihat sesuatu yang pelik mengenai beberapa satelit di orbit: Mereka secara konsisten bergerak lebih cepat dari pengiraan yang ditunjukkan sepatutnya. Apabila mereka cuba untuk mencari tahu mengapa, mereka mendapati bahawa termosfera-lapisan paling atas atmosfera, bermula kira-kira 50 batu ke atas, di mana banyak satelit meluncur-perlahan-lahan kehilangan ketebalannya dari masa ke masa. Kerana lapisan, yang terdiri daripada molekul gas tersebar jarang tersebar, kehilangan sebahagian besarnya, satelit bertabrakan dengan molekul yang lebih sedikit kerana mereka mengorbit dan dengan itu mengalami kurang seret.

Mengapa, bagaimanapun, adalah termosfera yang mengalami perubahan tersebut? Ternyata tahap karbon dioksida yang lebih tinggi yang dipancarkan di permukaan secara beransur-ansur melayang ke dalam termosfera. Pada ketinggian itu, gas sebenarnya menyejukkan benda-benda ke bawah, kerana ia menyerap tenaga dari perlanggaran dengan molekul oksigen dan memancarkan tenaga yang tersimpan ke angkasa sebagai radiasi inframerah.

Selama bertahun-tahun, saintis telah mengambil alih karbon dioksida yang dibebaskan daripada pembakaran bahan api fosil tidak mencapai lebih tinggi daripada kira-kira 20 batu di atas permukaan Bumi, tetapi kajian ini-yang pertama untuk mengukur kepekatan gas yang tinggi ini menunjukkan bahawa perubahan iklim dapat malah menjejaskan lapisan atmosfera yang paling tinggi. Kumpulan itu merancang untuk melihat ke belakang dan melihat bagaimana perubahan sejarah dalam kelajuan satelit mungkin mencerminkan tahap karbon dioksida pada masa lalu. Mereka juga akan terus mengesan kelajuan satelit dan tahap karbon dioksida di dalam termosfera untuk melihat bagaimana pengiraan aeronautik kita perlu mengambil kira perubahan iklim pada masa akan datang.

anjing-sled.jpg (Imej melalui pengguna Flickr Shazron)

4. Dog Sleds

Tidak seperti banyak jenis data iklim, maklumat tentang ketebalan ais laut tidak dapat dikumpulkan secara langsung oleh satelit-saintis sebaliknya mengandaikan ketebalan dari pengukuran satelit ketinggian ais di atas paras laut dan penghampiran kasar ketumpatan ais. Tetapi mendapatkan ukuran sebenar ketebalan ais laut mesti dilakukan secara manual dengan sensor yang menghantar medan magnet melalui ais dan mengambil isyarat dari air di bawahnya-yang menimbulkan isyarat, semakin tebal ais. Oleh itu, pengetahuan mengenai ketebalan ais sebenar dikekang ke lokasi tempat para penyelidik sebenarnya melawat.

Pada tahun 2008, apabila penyelidik Scotland, Jeremy Wilkinson pertama kali mengembara ke Greenland untuk mengukur ukurannya dengan ketebalan ais, pasukannya menemuramah berpuluh-puluh penduduk Inuit tempatan yang bercakap mengenai kesulitan ais laut yang lebih tipis yang ditimbulkan untuk mod pengangkutan tradisional mereka, anjing meluncur. Tidak lama selepas itu, Wilkinson mendapat idea. "Kami melihat sejumlah besar pasukan anjing yang berada di atas ais setiap hari dan jarak jauh yang mereka tutupi. Kemudian datang momen cahaya mentol-mengapa kita tidak meletakkan sensor pada luncur ini? "Katanya kepada NBC pada tahun 2011 apabila idea akhirnya dilaksanakan.

Sejak itu, pasukannya telah menyambungkan sensor ke luncur yang dimiliki oleh beberapa sukarelawan sedozen. Apabila Inuits meluncur di atas ais di atas luncur mereka, instrumen mengambil ukuran ketebalan ais setiap saat. Pasukannya kini telah mengerahkan sensor yang dipasang di lereng dalam setiap tiga tahun terakhir untuk mengumpulkan data. Maklumat yang dikumpulkan bukan sahaja membantu para saintis mengukur ketepatan ketebalan yang diperoleh daripada mengorbit satelit, tetapi juga membantu saintis iklim memahami dengan lebih baik bagaimana es laut bertindak secara tempatan terhadap suhu yang lebih panas sebagai perubahan musim dan tahun.

Narwhals_breach.jpg (Imej melalui Wikimedia Commons / Glenn Williams)

5. Sensor Narwhal-Mounted

Narwhals terkenal kerana keupayaan mereka untuk menyelam ke kedalaman yang melampau: Mereka telah diukur sejauh sejauh 5, 800 kaki, di antara penyelaman paling mendalam dari mana-mana mamalia marin. Bermula pada tahun 2006, penyelidik NOAA telah menggunakan keupayaan ini untuk kelebihan mereka, dengan menangkap sensor yang mengukur suhu dan kedalaman ke haiwan dan menggunakan data untuk mengesan suhu air Artik dari masa ke masa.

Strategi ini memberi para saintis akses ke kawasan lautan Artik yang biasanya diliputi oleh ais semasa musim sejuk - kerana penyelaman Narwhals, yang boleh berlangsung selama 25 minit, sering membawa mereka di bawah kawasan air yang dibekukan di atas- dan jauh lebih murah daripada melengkapkan kapal pemerah ais lengkap dan kru untuk mengambil ukuran. Sebelum menggunakan air hujan, suhu perairan Arktik di kedalaman jauh disimpulkan daripada purata sejarah jangka panjang. Dengan menggunakan kaedah yang tidak sengaja telah membantu NOAA mendokumenkan bagaimana purata sejarah ini tidak dapat diramal sejauh mana perairan Arctic semakin panas, terutamanya di Teluk Baffin, badan air antara Greenland dan Kanada.

Lima Cara Yang Tidak Biasa Ahli Saintis Belajar Perubahan Iklim