Day: August 24, 2021

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

• 

To tytuł nowego projektu badawczego, na realizację którego NCN, w ramach konkursu SONATINA, przyznało środki finansowe w wysokości 768 273 zł. Kierownikiem projektu jest dr Zuzanna Małgorzata Świrad z IGF PAN. Zachęcamy do zapoznania się z opisem projektu.

Kluczowe czynniki warunkujące jak wysoko woda dociera na plaże to zmiany poziomu morza, pływy, ciśnienie atmosferyczne i falowanie. Podwyższony poziom wody powoduje erozję brzegów i powodzie, co stanowi zagrożenie dla ludności i infrastruktury. Wzrost poziomu wody spowodowany zwiększoną energią fal wiatrowych jest szczególnie widoczny w Arktyce. Można określić dwie przyczyny tego zjawiska. Po pierwsze, na Północnym Atlantyku, a więc w części Arktyki, która obejmuje m.in. Grenlandię, Północną Skandynawię i archipelag Svalbard, w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat intensywność sztormów stopniowo się zwiększa. Sztormy pojawiają się coraz częściej, fale są większe (wyższe i dłuższe), a poszczególne epizody sztormowe trwają dłużej. Po drugie, pokrywa lodu morskiego zmniejsza się, a okres zlodzenia w ciągu roku jest coraz krótszy. Lód morski tłumi fale, przez co chroni brzegi. Mniej lodu oznacza, że brzegi narażone są na działanie fal przez dłuższy czas w ciągu roku, a w niektórych miejscach nawet przez cały rok. Ponadto, kiedy na otwartym morzu jest mniej lodu, fale mają tzw. dłuższy rozbieg, przez co mogą stawać się coraz wyższe, dłuższe i szybsze. W rezultacie, bardziej energetyczne fale docierają do brzegów Arktyki przez większą część roku.

Projekt ma na celu wyjaśnienie jak lód morski wpływa na tłumienie fal docierających do Hornsundu, fiordu na Svalbardzie, gdzie znajduje się Polska Stacja Polarna. Zespół naukowców z Polski, Norwegii i Wielkiej Brytanii zastosuje nowoczesne metody badawcze do realizacji trzech części projektu. Pierwsza część ma na celu charakteryzację lodu morskiego u wejścia i wewnątrz fiordu w ciągu ostatnich 10 lat z wykorzystaniem codziennych obrazów satelitarnych. Druga część skupia się na modelowaniu falowania wiatrowego w skali fiordu z uwzględnieniem warunków lodowych. Trzecia część projektu to obserwacje terenowe fal nabiegających na plaże Hornsundu. Dane terenowe pozwolą zbudować empiryczny model, łączący właściwości fal w fiordzie z wysokością nabiegania fal na brzeg. Realizujący projekt scharakteryzują typowe warunki lodowe i falowanie w skali fiordu, oraz wysokość fal nabiegających na brzeg. Określą zmienność w skali dni, miesięcy i lat. Zidentyfikują częstość, długość i intensywność zjawisk ekstremalnych. Przeanalizują jak lód wpływa na tłumienie fal, czyli jak zmienia się wysokość, długość i prędkość fal napotykających na swojej drodze lód morski o określonej powierzchni i koncentracji. Odtworzą wysokość nabiegania fal na plaże Hornsundu w ciągu ostatnich 10 lat oraz użyją scenariuszy zmian klimatycznych, w tym przypadku zmian zasięgu lodu morskiego i intensyfikacji sztormów, do przewidzenia możliwych warunków falowych na brzegach w XXI wieku. Określenie poziomu wody na brzegach obecnie i w przyszłości jest kluczowe w ocenie zagrożenia erozją i powodziami oraz narażenia infrastruktury Polskiej Stacji Polarnej.

To tytuł nowego projektu badawczego, na realizację którego dr Maciej Bartosiewicz z IGF PAN oraz prof. Moritz Lehmann z University of Basel, wspólnie uzyskali finansowanie w wysokości 1 242 106 PLN i dodatkowo 295 281 CHF, w ramach konkursu NCN – OPUS LAP. Zachęcamy do zapoznania się z opisem projektu.

Jeziora i osady denne są naturalnymi bioreaktorami, w których przetwarzane i składowane są znaczne ilości materii organicznej. Ekosystemy jeziorne corocznie uwalniają znaczne ilości gazów cieplarnianych (tj. dwutlenku węgla – CO₂, metanu – CH₄ i podtlenku azotu – N₂O) do atmosfery. Jest to rezultat wysokiego stężenia tych gazów w wodzie w stosunku do ich stężenia w atmosferze w wyniku intensywnego przetwarzania materii organicznej dostarczanej do jezior ze zlewni. Wody powierzchniowe niektórych produktywnych jezior wykazują, jednak, sezonowe minima w stężeniu gazów cieplarnianych (CO2 i N2O), więc mogą również pochłaniać je bezpośrednio z atmosfery.

Głównym pytaniem, na które realizujący projekt spróbują odpowiedzieć, jest określenie stopnia zmienności nasycenia gazami cieplarnianymi wód jezior arktycznych i alpejskich (system jeziorny Revvatnet – Svalbard; Nigardsvatnet – Norwegia; Nero, Bianco i Dentro – Szwajcaria), w odpowiedzi na szybko postępujące w tych rejonach zmiany klimatu. Wydajność uwalniana i pochłaniania gazów cieplarnianych z wód jeziornych jest kontrolowana przez warunki klimatyczne, hydrologiczne oraz biogeochemiczne w zlewniach i samych jeziorach. Biorąc pod uwagę znaczące bezpośrednie lub pośrednie skutki zmian klimatu wpływające na ekosystemy rejonów polarnych i alpejskich, planowana jest analiza wpływu zmian temperatur i opadów na mechanizmy łączności ekosystemów jeziornych, oraz wielkość dopływu i szybkość metabolizmu materii organicznej w toni wodnej i osadach dennych,  jak również zmianę tempa i wielkość produkcji emisji poszczególnych gazów cieplarnianych do atmosfery. W celu określenia znaczenia tych efektów w jeziorach polarnych i alpejskich badania w projekcie CONGAS skupią się na rozpoznaniu następujących mechanizmów związanych ze zmianami klimatu:

• bezpośrednich skutkach ocieplenia zwiększającego import materii organicznej do jezior i stymulującego produkcje gazów cieplarnianych;
• zwiększającej się częstotliwości gwałtownych zjawisk meteorologicznych skutkujących znacznymi dopływami materii organicznej do jezior, w wyniku których zwiększa się ilość zawiesiny w wodach powierzchniowych i produkcja CH4 i N2O w kolumnie wody;
• skutkach skrócenia długości trwania zlodzenia jezior, które może powodować większy import materii organicznej do jezior i prowadzić do wydłużenia okresu, podczas którego gazy cieplarniane są uwalniane z wód jeziornych bezpośrednio do atmosfery;
• skutkach zwiększającej się produkcji pierwotnej w jeziorach zasilanych zwiększającą się ilością substancji odżywczych ze zlewnii i skutkujących zubożeniem wód powierzchniowych w CO₂ (potencjalne jego pochłanianie z atmosfery) ale wzbogaceniem głębszych wód w CH₄ i N₂O;
• skutkach zwiększonego dopływu węglanów i krzemianów do jezior prowadzącego do nasilenia chemicznego pochłaniania CO₂.

Schemat wybranych skutków zmian w łączności ekosystemów na metabolizm i produkcje oraz emisje gazów cieplarnianych z jezior arktycznych i alpejskich

Dr Bartosiewicz konkluduje:

Całościowo, daleko idące skutki zmian klimatycznych na funkcjonowanie jezior oraz mechanizmy, które zostaną odkryte w projekcie CONGAS  pozwolą nam na przewidywanie i opracowanie strategii mających na celu mitygowanie konsekwencji zmian w łączności ekosystemów polarnych. Wyniki przeprowadzonych badań będą niezwykle interesujące dla światowej społeczności naukowej, ale również dla ekspertów formułujących międzynarodowe regulacje klimatyczne i dla szerokiej opinii publicznej.