Nie samą nauką człowiek żyje… podobno A przynajmniej nie nauką uprawianą cały czas z tymi samymi ludźmi. Jednym z ważnych elementów rozwoju młodego naukowca jest zdobywanie doświadczenia we współpracy z badaczami z innych grup, w szczególności z innych krajów. Taką okazję miałam na początku marca, gdy uczestniczyłam w szkole zimowej organizowanej przez Uniwersytet w Helsinkach.

Szkoła zimowa, szkoła letnia

Szkoła zimowa (choć może być też letnia czy wiosenna) to taki „intensywny obóz naukowy” przeznaczony dla młodych naukowców – studentów kończących studia, doktorantów czy osób krótko po doktoracie. Odbywa się w jednym miejscu i trwa zazwyczaj od kilku do kilkunastu dni. W trakcie takiej szkoły uczestniczy się w wykładach, warsztatach oraz pracuje samodzielnie – nad danymi i\lub własnym projektem badawczym. 

Z własnego doświadczenia mogę powiedzieć, że jednym z najcenniejszych aspektów takiej szkoły jest możliwość zobaczenia, jak wygląda nauka w innych miejscach. To okazja do poznania stylu pracy innych zespołów badawczych, uczenia się od czołowych naukowców z różnych ośrodków oraz pracy z osobami będącymi na podobnym etapie kariery naukowej. 

Blisko ale daleko: stacja badawcza w Tvärminne

Szkoła zimowa, w której brałam udział, odbywała się w Finlandii, w okolicach Helsinek – choć „okolice” to dość eufemistyczne określenie, bo żeby dotrzeć na miejsce, gdzie spędziliśmy prawie dwa tygodnie intensywnie pracując nad projektami, trzeba było spędzić w autobusie niemal dwie godziny.

Miejscowość, w której odbywało się szkolenie, znajduje się na południowym wybrzeżu Finlandii. Lokalizacja nie jest przypadkowa i odgrywa ważną rolę w funkcjonowaniu stacji pomiarowej, w której byliśmy zakwaterowani.

Gdy dojechaliśmy do Tvärminne, moja myśl była następująca: jesteśmy pośrodku niczego. Dookoła tylko Bałtyk i lasy – oraz kilka budynków stacji: dom z pokojami dla studentów, budynek z większymi mieszkaniami dla naukowców oraz główny obiekt z laboratoriami i niewielkimi salami wykładowymi. Nie sposób nie wspomnieć o osobnym miejscu z sauną – esencji fińskiej kultury. Finowie potrzebują jej chyba tak samo jak pieczywa do każdego posiłku Bo niezależnie od tego, czy jedzą makaron, pizzę czy zapiekankę ziemniaczaną, i tak zagryzają to kromką chleba – najlepiej z margaryną.

Wracając jednak do wątku głównego. Stacja, w której byliśmy, została założona w 1902 roku przez zoologa Johana Axela Palména, który chciał przenieść naukę zoologii z sal wykładowych bezpośrednio do natury – czyli rozwijać tzw. badania terenowe. Początkowo była to skromna baza w dawnych chatkach rybackich, finansowana z jego własnych środków. Po jego śmierci w 1919 roku została przekazana Uniwersytetowi w Helsinkach. Dziś, dzięki ponad 100 latom niemal nieprzerwanych pomiarów, jest jednym z najważniejszych miejsc badań zmian środowiskowych i klimatycznych w regionie.

Stacja znajduje się nad Bałtykiem u wejścia do Zatoki Fińskiej, na terenie rezerwatu przyrody, gdzie dozwolona jest wyłącznie działalność badawcza i dydaktyczna. Nie ukrywam, że przy pogodzie, która nam się trafiła – niemal codziennie było słonecznie – śniadania w kantynie z widokiem na zamarznięty Bałtyk i wschodzące Słońce skutecznie poprawiały nastrój przed długim, intensywnym dniem pracy.

Co się mierzy w Tvärminne?

Stacja Tvärminne Zoological Station stanowi jedno z kluczowych miejsc badań funkcjonowania ekosystemu Morza Bałtyckiego. Prowadzi się tam pomiary morskie, biologiczne oraz atmosferyczne. Obejmują one m.in. długoterminowy monitoring parametrów fizykochemicznych wody (temperatura, zasolenie, stężenie tlenu, składniki odżywcze), badania procesów biogeochemicznych oraz analizę organizmów morskich.

Z perspektywy fizyczki atmosfery, którą jestem, szczególnie istotne są badania procesów zachodzących na styku atmosfery, morza i otaczających je ekosystemów lądowych. Obejmują one pomiary tego, ile gazów cieplarnianych (np. CO₂) przepływa z wody do atmosfery i na odwrót, poszerzone o obserwacje meteorologiczne oraz analizę procesów powstawania nowych cząstek aerozolowych (new particle formation, NPF), zarówno pochodzenia morskiego, jak i lądowego. Badania te pozwalają lepiej zrozumieć złożone sprzężenia między elementami systemu klimatycznego, które nie są ani oczywiste, ani łatwe do uchwycenia w modelach.

Podstawą jest praca grupowa

Cały kurs był zorganizowany w bardzo intensywny sposób: czekało nas 11 dni pracy, prawie codziennie od 9 rano do 20, z przerwami na posiłki, kawę i spacer (tzw. outdoor break). W ramach szkoły odbyło się kilka wykładów tematycznych, wprowadzających w zagadnienia badane na tej stacji, jednak jej kluczowym elementem była realizacja własnego projektu badawczego w ramach jednej z czterech grup, na które zostaliśmy podzieleni. 

Przydział odbywał się na podstawie naszego naukowego backgroundu i zainteresowań. Każda grupa miała swojego opiekuna, którego dodatkowo wspierali nauczyciele asystujący. Na jedną grupę przypadało średnio 8–9 osób, co — moim zdaniem — sprawiało, że współpraca w tak licznym zespole była sporym wyzwaniem. Po kursie wszyscy w mojej grupie byliśmy jednak zgodni, że mieliśmy szczęście trafić na konkretną panią profesor Victorie Sinclair jako opiekunkę – ta  potrafiła bardzo dobrze koordynować nasze działania, dzięki czemu nikt nie zgubił się w gąszczu równoległych wątków, które naturalnie pojawiały się w ferworze pracy.

Ja, jako fizyczka atmosfery, trafiłam do grupy z meteorologami robiącymi doktorat w Fińskim Instytucie Meteorologicznym — byłam w tym gronie jedyną osobą spoza Finlandii. Mogłabym napisać o tym, jak z pozoru chłodni, zdystansowani i introwertyczni Finowie bardzo ciepło i z otwartością przyjęli mnie do grupy. Ważniejsze jest jednak to, że fizycy atmosfery nie muszą, choć mogą, zajmować się meteorologią — i tak właśnie jest w moim przypadku. Nie jestem specjalistką od zjawisk pogodowych, lecz od aerozoli atmosferycznych. Nasza wiedza nie pokrywała się więc 1:1 i trochę od nich odstawałam; nie tylko jako “przyjezdna”, ale też jako ta “z innego podwórka nauki”. W pracy nad interdyscyplinarnym zagadnieniem okazało się to jednak dużą zaletą – a dokładnie taka praca nas czekała.

To, co było najważniejsze zarówno z perspektywy pracy badawczej, jak i rozwoju nas jako młodych naukowców, to ćwiczenie w orientowaniu się w świecie badań i samego uprawiania nauki. Bardzo cenne jest doświadczenie, w którym uczymy się samodzielności: stawiania pytań badawczych i hipotez, przejmowania inicjatywy, brania odpowiedzialności za konkretny temat, a także odnajdywania się w pracy z danymi i problemami, z którymi wcześniej nie mieliśmy na co dzień styczności. 

Współczesnej nauki nie uprawia się już w pojedynkę — jest ona na tyle zaawansowana, skomplikowana i wielowątkowa, że wymaga dużych środków i zaangażowania całych zespołów badawczych. Dzięki temu zyskuje się nie tylko większe moce przerobowe, ale też wiele spojrzeń na jedno zagadnienie. I właśnie to jest kluczowe: w nauce bardzo ważne jest, by mieć szerokie horyzonty i nie zamykać się we własnej bańce wiedzy czy własnego podejścia do problemu.

Nasz projekt: fale upałów

Ale czuję, że trochę zbyt idealistycznie odleciałam od tematu Nasza grupa postanowiła badać fale upałów — zarówno te rozpatrywane na podstawie temperatury powietrza, jak i temperatury morza. Dodatkowo przyjrzeliśmy się długofalowym trendom temperatur: temu, jak fale upałów w atmosferze mają się do fal upałów w morzu, czy jedna może napędzać drugą, co wywołuje te zjawiska, a także jakie są ich skutki dla ekosystemów morskich i lądowych (więcej o morskich falach gorąca przeczytasz w tym artykule). 

Pierwszy dzień naszej pracy skupiał się na zdefiniowaniu tego, czym właściwie chcemy się zająć, oraz na sformułowaniu pytań badawczych. Jedna z naszych przykładowych hipotez zakładała, że fale upałów w morzu występują coraz częściej, a bardzo duży udział ma w tym zmiana klimatu — co później zweryfikowaliśmy w analizie.

Gdy udało nam się wypunktować wszystkie zagadnienia, które chcieliśmy poruszyć, uporządkowaliśmy je w pięć podgrup i wspólnie zastanawialiśmy się, jakich danych potrzebujemy, by odpowiedzieć na postawione pytania i zweryfikować hipotezy. Wykorzystywaliśmy pomiary zbierane przez stację, ale sięgaliśmy też po dane na temat wiatru i temperatury z pobliskich stacji meteorologicznych, dane satelitarne dotyczące temperatury powierzchni morza  i dane z reanalizy mówiące o ciśnieniu, temperaturze powietrza, opadach, prędkości wiatru itp. Skorzystaliśmy również z metod modelowych, by oszacować, jaki wpływ zmiana klimatu miała na charakterystyki fal upałów (ich długość czy wartości notowanych w ich trakcie temperatur) – tzw. attribution method. Fala upałów — zarówno atmosferyczna, jak i morska — była w naszej analizie definiowana jako okres, w którym temperatura przekraczała 90. centyl 30-letniej klimatologii przez co najmniej 5 kolejnych dni. 

Cały projekt udało nam się zrealizować dzięki podziałowi zadań i stałym konsultacjom postępów. Równolegle przygotowywaliśmy wyniki odpowiadające na kolejne punkty naszego planu badawczego.

Ilustracja 9: Przykładowe pytania badawcze, które sformułowaliśmy podczas pierwszych dni pracy nad projektem i na które próbowaliśmy odpowiedzieć podczas późniejszej pracy nad tym projektem. Po lewej wersja oryginalna, po prawej tłumaczenie na polski. Źródło: Michalina Broda.

Oderwaniem od naszej pracy było zaprezentowanie dwie prezentacje, które każda grupa miała przedstawić przed wszystkimi uczestnikami szkoły. Wymagane od nas było to, że podczas prezentacji każda osoba z grupy musiała zabrać głos i coś zaprezentować — bo przedstawienie wyników jest równie istotne jak ich przygotowanie. Żeby Twoja praca mogła zostać zauważona w świecie nauki, musisz umieć ją temu światu dostarczyć — zarówno merytorycznie, jak i komunikacyjnie. Pierwsza prezentacja dotyczyła naszego pomysłu na projekt badawczy, druga — odbywająca się na początku drugiego tygodnia szkoły — miała pokazać wyniki wstępne. Zwieńczeniem szkoły zimowej była prezentacja wyników końcowych.

A po badaniach – publikacja

Te dwa tygodnie były niesamowicie intensywne, jednak dzięki skutecznej komunikacji, bardzo mądrym i merytorycznym osobom oraz naszej pracowitości udało nam się przygotować bardzo ciekawe wyniki, które spotkały się z bardzo pozytywnym odbiorem i wieloma pochwałami. Chciałoby się po takim wyjeździe po prostu nacieszyć satysfakcją, ale przed nami jeszcze napisanie raportu — kolejny etap ćwiczenia funkcjonowania w świecie naukowym. Raport ma mieć formę artykułu naukowego i to on będzie podstawą oceny naszej pracy. Jest to pośrednio wskazówka dla nas, że w nauce miarą tego, jakie badania przeprowadziłeś i co udało Ci się uzyskać, jest właśnie to, co znajdzie się w artykule i jak potrafisz to opisać. Choć zdradzając Wam może przedwcześnie – planujemy także przygotować z tych wyników prawdziwy artykuł naukowy… mam nadzieję, że będę mogła się tymi wynikami kiedyś podzielić.

Słonecznie, lecz piaszczyście

Na samym końcu mogę jeszcze dodać coś z własnego “naukowego podwórka”: w Finlandii powietrze jest bardzo czyste — nie ma tam tak dużego zanieczyszczenia powietrza jak w wielu innych krajach europejskich — a zanieczyszczenie światłem w miejscu, w którym byliśmy, było wręcz zerowe. Dzięki temu obserwowanie gwiazd było czystą przyjemnością.

Ilustracja 11: Bezchmurne, gwieździste niebo nad Tvarminne. Zdjęcie robione telefonem komórkowym, więc nijak nie może oddać piękna tego, co rozciągało się nocami nad naszymi głowami. Zdjęcie: Michalina Broda

Dodatkowo mieliśmy okazję obserwować, jak niebo zmieniało się podczas zachodu słońca, gdy przez Europę przetaczał się epizod napływu pyłu saharyjskiego. Niebo staje się wtedy bardziej mętne, mleczne, a tam, gdzie bez pyłu światła słonecznego byłoby już mniej, robi się jaśniej przez światło rozproszone na cząstkach pyłu.

Michalina Broda – fizyczka atmosfery, doktorantka w Instytucie Geofizyki Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego

The post Co robili młodzi naukowcy na fińskim odludziu? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

MIT

Brytyjskie Met Office fabrykowało dane pomiarowe z nieistniejących lub dawno zamkniętych stacji, żeby wzmacniać przekaz o zmianie klimatu (przykładowe źródło). 

Interpolacja – czym jest i dlaczego jej potrzebujemy

Interpolacja jest jedną z podstawowych metod używanych w statystyce i jej praktycznych zastosowaniach, i polega na oszacowaniu nieznanych wartości pośrednich – w czasie, przestrzeni, albo jakimś zakresie parametrów fizycznych – na podstawie wartości znanych. 

Jeśli na przykład metodami geodezyjnymi zmierzymy wysokość nad jakimś poziomem odniesienia (np. poziomem morza) w jednym punkcie i wyjdzie nam 120 metrów; a 500 metrów dalej kolejny pomiar wykaże nam 128 metrów, możemy oszacować, najprostszą metodą zwaną interpolacją liniową, że w punkcie pośrodku wysokość wynosi 124 metry (patrz ilustracja poniżej). Albo, jeśli o godzinie 8 rano termometr pokazywał nam temperaturę -4 stopnie Celsjusza, a godzinę później -2 stopnie, interpolacja liniowa sugeruje nam że o 8:30 temperatura wynosiła -3°C (ten przykład również znajdziesz na ilustracji poniżej).  

Używane metody interpolacji nie muszą być takie proste jak narysowanie prostej linii pomiędzy dwoma punktami, a same dane (a także kryjące się za nimi problemy fizyczne czy statystyczne) też mogą zachowywać się w bardziej skomplikowany sposób. 
Gęstość pomiarów znanych musi być dopasowana do zmienności oszacowywanego parametru: rozumiemy na przykład, że w terenie o skomplikowanej topografii (np. górach) interpolowanie wysokości w oparciu o pomiary wykonywane co kilka kilometrów może dać bardzo niedokładne wyniki (patrz ilustracja poniżej). Tak samo, interpolowanie prędkości wiatru co godzinę w sytuacji, gdy w trakcie tego okresu zdarzyła się burza też prowadziłoby do dużych błędów. Tym niemniej, interpolacja należy do zestawu standardowych narzędzi używanych w nauce.

Metod interpolacji używamy powszechnie także w meteorologii i klimatologii (oraz innych dziedzinach nauk o Ziemi). Kiedy wykonujemy pomiary w stacji meteorologicznej, są one używane do określenia stanu przypowierzchniowej warstwy atmosfery na obszarze wielokrotnie większym, niż wnętrze klatki meteorologicznej. Używając sieci wielu punktów pomiarowych, mimo że próbkują one tylko malutki ułamek całkowitej powierzchni kraju, kontynentu czy całej planety, możemy odtworzyć wartości interesujących nas parametrów na znacznie większym obszarze. Dokładność tego oszacowania zależy od wielu czynników, na przykład gęstości sieci pomiarowej, ale w przypadku zmian temperatury, zwłaszcza w dłuższych okresach, gęstość ta nie musi być bardzo duża.

Co znajdziemy w archiwum danych klimatycznych HadUK-Grid?

Przykładem archiwum danych klimatycznych wykorzystujących interpolację jest HadUK-Grid, zawierający zestaw parametrów takich jak temperatura, wielkość opadu i ciśnienie atmosferyczne dla obszaru całego Zjednoczonego Królestwa Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej. Dane te występują w kilku różnych rozdzielczościach przestrzennych, z których największą jest siatka 1km x 1km. Oczywiście, brytyjska służba meteorologiczna nie posiada stacji meteorologicznych na każdym kilometrze kwadratowym, ale oszacowuje jak zmienia się temperatura (a także inne parametry meteorologiczne) dla każdego oczka siatki na podstawie obserwacji z najbliżej położonych stacji, przy uwzględnieniu rzeźby terenu i pokrywy gruntu (które wpływają np. na wysokość temperatury).

W 2024 roku Met Office udostępniło zestaw danych HadUK-Grid (Hollis i in., 2019) na swojej stronie, z prostym interfejsem umożliwiającym wybranie dowolnego miejsca na mapie UK. Wcześniej był on również dostępny w formie plików źródłowych, ale ich odczytanie i interpretacja wymagało specjalistycznej wiedzy. 

Met Office na swojej stronie udostępniło też listę lokalizacji odpowiadających niektórym z kilku tysięcy stacji meteorologicznych które wykorzystano przy tworzeniu danych. Choć strona Met Office wyraźnie opisywała źródło danych jako HadUK-Grid, niezrozumienie na czym polega i czemu służy proces interpolacji sprawił, że w internecie pojawiły się oskarżenia, że brytyjska służba meteorologiczna „fałszuje” dane w lokalizacjach, w których stacje meteorologiczne zostały zamknięte i w których nie prowadzi się pomiarów.

Oskarżenia te miały dokładnie tyle samo sensu, co pomysł że mapy takie jak poniższa (po lewej), narysowana ponad 200 lat temu albo mapy produkowane przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej (poniżej po prawej) opierają się o „sfałszowane” albo „wymyślone” dane. 

W rzeczywistości niemal każda mapa opiera się, przynajmniej częściowo, o dane które były interpolowane, a różne warianty metod interpolacji są stosowane w każdej dziedzinie nauk przyrodniczych.

Oszacowywanie wartości parametrów meteorologicznych na większym obszarze przy użyciu punktowych wyników pomiarów pochodzących ze stacji meteorologicznych, tak jak czyni to brytyjskie Met Office, jest normalną praktyką naukową używaną od zarania współczesnej nauki.

The post MIT: Brytyjskie Met Office fabrykowało dane pomiarowe z nieistniejących stacji appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

MIT

KNMI fałszował dane meteorologiczne i usunął historyczne zapisy o falach upałów w Holandii. 

Podobnie jak w przypadku podobnych „afer” z przeszłości, oskarżenia wysuwane pod adresem Niderlandzkiego Królewskiego Instytutu Meteorologii KNMI w 2026 r. wynikają z niezrozumienia metod używanych w klimatologii do rekonstrukcji historycznych zmian klimatu, w szczególności tzw. homogenizacji danych:

Homogenizacja jest niezbędna, gdy pomiary przeprowadzane są przez dłuższy okres (a przy badaniach klimatu, jak wiemy, interesują nas zmiany zachodzące przez dekady i stulecia) i zdarza się, że zmieni się sposób w jaki te pomiary są przeprowadzane.

Jak zmieniały się metody pomiarów temperatury? 

Obserwatorów, którzy dawniej w określonych godzinach przychodzili i sczytywali temperaturę z podziałki termometru, w większości wypadków zastąpił dziś automatyczny system wysyłający od razu dane do centralnego archiwum. Zmienić się mogły także godziny wykonywania odczytów, co ma znaczenie przy określaniu wielkości maksymalnych i minimalnych w czasie doby. 

Same termometry alkoholowe często zostały wymienione na platynowe rezystory pomiarowe (PTR), które można zintegrować z systemami komputerowymi. Wymiana sprzętu pomiarowego często pociągnęła za sobą wymianę klatki meteorologicznej: pakiet czujników zajmuje mniej miejsca więc klatka może być mniejsza. Warto zauważyć, że przypadku najstarszych obserwacji meteorologicznych, 200 i więcej lat temu, klatek meteorologicznych w ogóle jeszcze nie używano, a pomiary prowadzono z okien czy balkonów, najczęściej położonych po północnej, zacienionej stronie obserwatorium – a więc już dawno mieliśmy w tej kwestii zmiany.

Poza tym w ciągu dekad i stuleci zmieniać się mogło otoczenie stacji meteorologicznych, wynikające np. z rozwojem urbanizacji albo rolnictwa w okolicy. Czasami konsekwencją tego było przenoszenie stacji w nowe miejsce, np. poza miasto.

Każda taka zmiana mogła potencjalnie wpłynąć na wyniki przeprowadzonych pomiarów. Nie ma to zazwyczaj dużego znaczenia w przypadku obserwacji synoptycznych, gdzie interesuje nas pogoda „tu i teraz”, a błędy systematyczne o kilka dziesiątych stopnia albo kilka hektopaskali nie mają praktycznych konsekwencji. Badania klimatu i jego zmian wymagają jednak stabilności metod pomiarowych, a błędy — „niehomogeniczności” — wynikające na przykład z przeniesienia lokalizacji stacji o kilkaset metrów mogą być porównywalne wielkością ze zmianą klimatu (np. wzrostem temperatury) w okresie kilkunastu czy nawet kilkudziesięciu lat.

Homogenizacja, czyli jak poradzić sobie z nieciągłością metod i danych pomiarowych

Nie możemy cofnąć się w czasie i zainstalować w przeszłości współczesnego oprzyrządowania pomiarowego. Nie chcemy też kurczowo trzymać się starych metod i sprzętu, gdy nowy oferuje nam zupełnie nowe możliwości (np. pomiary temperatury co minutę czy pięć minut, a nie tylko raz, trzy czy cztery razy na dobę). Wiele zmian, na przykład otoczenia stacji, jest oczywiście niezależnych od osób i instytucji odpowiedzialnych za przeprowadzanie pomiarów.

Dlatego klimatolodzy opracowali metody statystyczne pozwalające na wykrycie wpływu tych czynników na wyniki pomiarów, oszacowanie ich wielkości, i usunięcie z danych pomiarowych. Zbiorczo nazywa się te techniki przetwarzania danych „homogenizacją„, bo chodzi o „ujednorodnienie” danych, i rekonstrukcję tego, jak wyglądałyby wyniki pomiarów, gdyby od zawsze przeprowadzano je w tych samych warunkach i w taki sam sposób.

Jedną z pomocy z których korzystają naukowcy są pomiary równoległe, na przykład przeprowadzane przy pomocy instrumentów starego i nowego typu, albo w starej i nowej lokalizacji. Dzięki temu różnice pomiarowe można porównać, oszacować związane z nimi błędy, i usunąć z szeregów danych. 

Podkreślamy tutaj od razu że dane oryginalne („surowe”) nie są zmieniane, i w dalszym ciągu pozostają dostępne, choćby po to, by w przyszłości opracować bardziej udoskonalone metody homogenizacji. Przy badaniach klimatu powinno się jednak używać danych już po homogenizacji, ponieważ interesują nas zmiany wynikające z wpływu czynników atmosferycznych, a nie artefakty pomiarowe i błędy systematyczne.

Homogenizacja danych przez KNMI – początek prac

Oskarżenia o rzekome „fałszerstwa” które padły pod adresem Niderlandzkiego Instytutu Meteorologii KNMI dotyczą właśnie homogenizacji. W 2016 roku KNMI opublikowało archiwum dobowych danych pomiarowych z pięciu stacji meteorologicznych, wraz z opisem metod statystycznych użytych przy ich przetwarzaniu.

Ponieważ każda z pięciu stacji zmieniała lokalizację, niezbędna była homogenizacja danych. W czterech przypadkach przez jakiś czas prowadzone były pomiary równoległe, dzięki czemu „zszycie” szeregów czasowych pochodzących z pomiarów wykonanych w różnych miejscach było możliwe do wykonania z dużą dokładnością.

Przenosiny piątej stacji, De Bilt, było jednak niezaplanowane i wymuszone zabudową bezpośredniej okolicy stacji, i tutaj równoległych pomiarów nie udało się wykonać. Dodatkowo, niecały rok wcześniej osłonę przyrządów pomiarowych w postaci wiaty zastąpiono standardową klatką meteorologiczną Stevensona. W tym przypadku, wobec braku pomiarów prowadzonych równolegle, klimatolodzy KNMI użyli obserwacji ze stacji w Eelde jako punktu odniesienia.

W towarzyszącym raporcie klimatolodzy podkreślali, że homogenizacja pomiarów dobowych temperatury jest znacznie trudniejsza niż uśrednionych wartości miesięcznych — cechują się one znacznie większą zmiennością, a błędy systematyczne często nieliniowo zależą od wartości temperatury. W przypadku wartości ekstremalnych dodatkowym problemem jest mała liczebność próby statystycznej — np. parametr TXx, najcieplejsza zarejestrowana wartość roczna, z definicji występuje raz w roku. Tym niemniej, użycie pomiarów równoległych umożliwiło dość dobrą ocenę wpływu czynników nieklimatycznych związanych z przenosinami stacji na szeregi temperatury. W przypadku Eelde (wcześniej Groningen) oraz Beek (wcześniej Maastricht) wcześniejsze pomiary były ewidentnie zawyżane w stosunku do pomiarów wykonywanych po zmianie lokalizacji stacji z terenów miejskich na niezurbanizowane.

Kontrowersje wzbudziła jednak stacja w De Bilt, gdzie porównanie z pomiarami wykonywanymi w Eelde również wskazywało, żeprzed przenosinami stacji część odczytów stacji — najcieplejsza część rozkładu statystycznego temperatur maksymalnych —była zawyżona w stosunku do pomiarów późniejszych. Ponieważ poprawki wpływały przede wszystkim na najwyższe temperatury, pierwsza homogenizacja doprowadziła do zmniejszenia historycznej liczby fal upałów przed rokiem 1950.

Jeszcze w 2016 roku użyte metody planowano udoskonalić — jednym z pomysłów było użycie również innych parametrów meteorologicznych do dokładniejszego rekonstrukcji stanu atmosfery w danej lokalizacji. Poza tym, opis historii przeprowadzanych pomiarów (metadane stacji) sugerował istnienie bardziej subtelnych błędów systematycznych, które można byłoby uwzględnić przy homogenizacji. Najważniejszym było obniżenie wysokości przeprowadzania pomiarów z 2,2 do 1,5 metra pomiędzy 1959 a 1962 rokiem.

Homogenizacja danych przez KNMI – wersja 2.0

Usprawnienia użytej metody opublikowano w roku 2022 i 2023. W 2023 roku ukazał się też artykuł krytykujący wybór Eelde jako stacji referencyjnej dla de Bilt, i wskazujący że gdyby użyć pomiarów z innych lokalizacji, poprawki dotyczące temperatur maksymalnych przed rokiem 1950 byłyby mniejsze.

KNMI zebrało więc te wszystkie udoskonalenia i w lutym roku 2026 opublikowało ulepszoną wersję danych homogenizowanych, wraz z raportem tłumaczącym  przyczyny wprowadzonych zmian.Temperatury średnie praktycznie nie uległy zmianie — już poprzednia wersja algorytmu była tutaj wystarczająco dobra, by wychwycić i poprawić błędy systematyczne powstające w dłuższych skalach czasowych. W wersji drugiej największym zmianom uległy jednak najcieplejsze temperatury: w De Kooy (wcześniej Den Helder) wartości przed rokiem 1950 uległy obniżeniu, w De Bilt — przeciwnie, podwyższono je (choć wciąż są one niższe od tego co wskazują dane „surowe”).

Uwaga „sceptyków klimatycznych” skoncentrowała się oczywiście tylko na tym ostatnim przypadku, a sam fakt aktualizacji danych został triumfalnie obwieszczono jako „zwycięstwo” osób negujących globalne ocieplenie, oraz niezbity dowód na to że instytucje meteorologiczne fałszują dane.

Tak działa nauka

Pomijając jednak wszystkie fakty opisane powyżej:

• że dane surowe były od zawsze dostępne, 
• że proces homogenizacji i jego zmiany jest transparentny i udokumentowany w literaturze naukowej, 
• że sama aktualizacja danych praktycznie nie zmienia długoterminowych trendów nawet tych kilku stacji, bo dotyczy tylko niewielkiej części rozkładu temperatur w nich mierzonych, 

historia ta świetnie obrazuje, jak powinna działać nauka, i dowodzi że jest w niej miejsce również dla „sceptyków”, jeśli tylko zechce im się zakasać rękawy i wziąć się do roboty.  Okazuje się bowiem, że da się napisać i opublikować artykuł naukowy zawierający merytoryczną krytykę dotyczącą jakiegoś aspektu metodyki badań, i że krytyka taka może posłużyć udoskonaleniu używanych w klimatologii metod.

Konsultacja: dr Aleksandra Kardaś

The post MIT: KNMI fałszował dane meteorologiczne appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

W serii artykułów o badaniu dawnego klimatu opisaliśmy wiele proxy, dzięki którym możemy określić atmosferyczne stężenia dwutlenku węgla w dawnej historii Ziemi – od powietrza uwięzionego w rdzeniach lodowych, przez aparaty szparkowe zachowane w szczątkach dawnych roślin, po izotopy  różnorodnych pierwiastków zachowane w osadach oceanicznych i in. (patrz Paleoklimatologia: CO₂ – jeśli nie rdzenie lodowe, to co?). Różne metody badawcze mają swoje mocne i słabe strony, a uzyskiwane wyniki są obarczone niepewnościami, tak więc im więcej różnorodnych proxy mamy do dyspozycji, tym bardziej precyzyjną wiedzę o dawnym klimacie zdobywamy.

Co do klimatu mają zęby?

W trakcie swojego życia zwierzę wdycha powietrze, pije wodę i przyswaja pokarm, wprowadzając do swojego organizmu różne izotopy tlenu – te zaś następnie w procesie biomineralizacji są wbudowywane w szkliwo zębów. Jak pokazują badania, stosunki izotopów tlenu (¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O) w szkliwie zębów współczesnych zwierząt zależą od atmosferycznego stężenia CO₂ [Feng i in. 2024] (oraz intensywności prowadzonej przez rośliny fotosyntezy, mierzonej całkowitą produktywnością biologiczną). Istnieje możliwość wykorzystania tej zależności dla zbadania skamieniałości sprzed milionów lat i uzyskania w ten sposób informacji o dawnym stężeniu dwutlenku węgla. 

Działające przez miliony lat procesy fizykochemiczne (m.in. przenikanie tlenu z wód gruntowych lub atmosfery, przekształcenia chemiczne podczas fosylizacji, wietrzenie czy rozpuszczanie minerałów oraz ich ponowne wytrącanie się i rekrystalizacja) z biegiem czasu mogą zmieniać proporcje uwięzionych w tkankach izotopów tlenu. Aby  więc skorzystać z tej metody pomiarowej do skamieniałości z naprawdę odległej przeszłości, potrzebujemy czegoś zarówno ekstremalnie trwałego jak i powszechnie występującego. 

Doskonale nadają się do tego zęby dinozaurów (żyjących w erze mezozoicznej od 252 do 66 mln lat temu) – zarówno dlatego, że szkliwo zębów jest jednym z najbardziej stabilnych materiałów biologicznych (dzięki czemu wbudowane w nie izotopy tlenu pozostają w nim w praktycznie niezmienionych proporcjach po dziś dzień), jak i dlatego, że na świecie znajdujemy bardzo dużo ich zębów. Są one powszechne nie tylko dlatego, że te zwierzęta dominowały na Ziemi przez długi czas, ale też dlatego, że dinozaury i inne gady nieustannie tracą zęby, wymieniając je wielokrotnie podczas swojego życia.

Co odczytano z zębów dinozaurów?

W tym roku, grupa badaczy z uniwersytetów w Getyndze, Moguncji i Bochum opublikowała analizę izotopów tlenu w szkliwie zębów dinozaurów pochodzących z dwóch okresów: późnej jury (ok. 150 mln lat temu) oraz późnej kredy (ok. 70 mln lat temu) [Feng i in. 2025]. Według oszacowania w tym pierwszym okresie stężenie CO₂ wynosiło ok. 1200 ppm, a w drugim ok. 750 ppm (odpowiednio 4,5 razy więcej niż w epoce przedprzemysłowej oraz 2,7 razy więcej).

Są to wartości zbliżone do tych uzyskanych za pomocą innych proxy (szary zakres na ilustracji 3), choć lekko od nich odbiegają. Dyskutowaną w artykule przyczyną może być wyższa produktywność biologiczna ówczesnej biosfery względem obecnej, od 20% w późnej jurze do 120% w późnej kredzie, przekładająca się na zmiany względnej koncentracji izotopów tlenu w atmosferze względem czasów obecnych. Z jednej strony stanowi to problem dla rekonstrukcji stężenia CO₂, z drugiej w powiązaniu z analizą innych izotopów i badaniem innych proxy może dać wgląd w zmiany produktywności ekosystemów w historii Ziemi.

The post Zęby dinozaurów – co można z nich wyczytać? appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Rozmowa o oceanach w kontekście ochrony klimatu najczęściej skupia się na tym, jak wiele „nadmiarowego” ciepła pochłaniają. I faktycznie jest to imponująca ilość, bo trafia do nich ponad 90% energii, której przybywa na Ziemi w związku z nasilaniem się efektu cieplarnianego.

Środowisko morskie jest jednak ogromnym sprzymierzeńcem ludzkości również pod innym względem, o którym mówi się o wiele rzadziej. Jak podkreślają naukowcy z Instytutu Oceanologii, to ono pochłania 25% CO₂, który jest emitowany do atmosfery w wyniku działalności człowieka. Jednocześnie morza i oceany są też największym rezerwuarem węgla na świecie. Wartość usług środowiskowych związanych z pochłanianiem CO₂ wyceniana jest na bilion dolarów rocznie, co odpowiada mniej więcej 1% globalnego PKB.

Choć dzięki dekadom badań mamy już ogólną wiedzę, że oceany odgrywają kluczową rolę w stabilizacji klimatu, wciąż wiele fundamentalnych pytań czeka na odpowiedzi. Jak dokładnie przebiegają procesy w ramach tzw. biologicznej pompy węglowej w oceanach (BCP – z ang. Biological Carbon Pump), której zawdzięczamy tak wiele? Jak zmiany w ocieplającej się najszybciej Arktyce wpłyną na ekosystemy morskie na całym świecie, a przez to globalny obieg węgla? Jak mocno zmiana klimatu odmieni strefy przybrzeżne i jaki będzie tego skutek?

Tymi i innymi zagadnieniami zajmują się naukowcy związani z Instytutem Oceanologii Polskiej PAN w Sopocie. Jeden z nich jest też koordynatorem międzynarodowych działań w zakresie monitorowania zmian w obiegu węgla w oceanie. Choć polski wkład w zrozumienie roli oceanów dla klimatu jest ogromny, świadomość o tym zdaje się być znikoma. Tym artykułem chcemy się przysłużyć temu, by ją zwiększyć.

Zrozumieć „pompę biologiczną”

Od ogromnych płetwali po maleńki plankton – przeróżne organizmy biologiczne żyjące w oceanie kontrolują pobieranie i magazynowanie węgla w różnych formach (w tym CO₂). Jak dokładnie przebiegają te procesy, próbuje ustalić  grupa około 120 naukowców z wiodących uniwersytetów i instytutów badawczych z 14 europejskich krajów. Prace powstałego w tym celu konsorcjum prowadzone są w ramach pięcioletniego unijnego projektu OceanICU. Koordynatorem części prac jest dr Maciej Telszewski z Instytutu Oceanologii PAN.

„Sama zmiana klimatu, podobnie jak próba jej ograniczenia i adaptacji do niej, oznaczają koszty – te, które już ponosimy, ale przede wszystkim te, które poniesiemy. Bardzo trudno oszacować, jak duże koszty to będą. Wiadomo jednak, że dzięki „pompie biologicznej” i pobieraniu 25% emitowanego przez nas dwutlenku węgla, oceany pozwalają zaoszczędzić nam mniej więcej bilion dolarów rocznie” – wyjaśnia dr Telszewski w rozmowie z „Nauką o klimacie”.

Prace nad zrozumieniem obiegu węgla w środowisku morskim trwają co najmniej od lat 90. XX w. Obecnie monitoring zachodzących w oceanach procesów dokonywany jest za pomocą 45 milionów punktów pomiarowych na powierzchni oceanu i prawie 1,5 miliona punktów pomiarowych w jego głębi. Ale w większości są to pomiary fizyko-chemiczne i tylko nieznaczna ich część pozwala zbadać rolę „pompy biologicznej”.

Projekt OceanICU stanowi więc kolejną część ważnych działań realizowanych od dekad. „W jego ramach grupy naukowców dokonują pomiarów poprzez obserwacje na statkach, pławach i innych platformach. To dziesiątki rejsów badawczych i setki dni badawczych na oceanie w ciągu 4 lat trwania projektu” – opowiada dr Telszewski.

Winda w głąb oceanu

Wspomnianą „pompę biologiczną” równie dobrze można wyobrazić sobie jako windę. Na najwyższym poziomie procesy fizykochemiczne sprawiają, że CO₂, podobnie jak inne gazy, rozpuszcza się w wodzie. Później dochodzi do szeregu reakcji w ramach całego łańcucha pokarmowego (troficznego), przekierowujących ten węgiel z cząsteczek CO₂ na niższe poziomy (większa głębokość).

Rozpuszczona w wodzie cząsteczka dwutlenku węgla zostaje zaabsorbowana przez fitoplankton (drobne organizmy roślinne) w powierzchniowej wodzie morskiej, czyli tam, gdzie dociera światło, i zamieniona w związki organiczne (węgiel organiczny). Fitoplankton, a tym samym tworzący go węgiel organiczny, jest zjadany przez drobne organizmy zwierzęce, a te – przez większe, od ryb po walenie. I tak oto węgiel z tej cząsteczki CO₂ rozpuszczonej w wodzie powierzchniowej wędruje wraz z kolejnymi organizmami w łańcuchu pokarmowym. Z kolei, gdy różne organizmy obumierają, część zakumulowanego w nich węgla opada wraz z nimi na dno, trafiając do osadów morskich. W ten sposób zostaje on wyłączony z globalnego obiegu i w pewnym sensie wychwycony przez środowisko morskie, co zmniejsza koncentrację CO₂ w atmosferze.

„Duża część organizmów morskich działa niczym winda, która bardzo szybko przetransportowuje węgiel w głąb kolumny wody lub na dno. Co prawda nie zostanie on tam na zawsze, ale zanim wróci z powrotem do obiegu minie – w zależności od miejsca na Ziemi – od kilkudziesięciu do kilkuset, a nawet kilku tysięcy lat. Z perspektywy wyzwań klimatycznych, przed jakimi stoi ludzkość, to naprawdę znaczący czas” – wyjaśnia dr Artur Palacz, kolejny z badaczy sopockiego instytutu naukowego.

I dodaje: „Obecnie oceany pochłaniają 25% CO₂ pochodzącego z działalności człowieka. Ale jak będzie to wyglądać w przyszłości, jeżeli emisje cały czas będą rosnąć, a funkcjonowanie ekosystemów będzie się zmieniać również na skutek odławiania ryb, waleni czy innych organizmów? I jak zmieniające się zależności ekologiczne i fizykochemiczne w oceanie wpłyną na obieg znajdującego się w nim węgla? Czyli pytając inaczej: czy te 25% zostanie zachowane, bo różne procesy wciąż będą utrzymywać równowagę, czy jednak zostaną zachwiane na tyle, że ocean przestanie być naszym sprzymierzeńcem w walce ze skutkami emisji CO₂? To pytania, które sobie zadajemy i na które poszukujemy odpowiedzi.”

Największy rezerwuar węgla

Badacze z Instytutu Oceanologii PAN podkreślają, że tylko skrupulatne, długoterminowe i systematyczne obserwacje środowiska morskiego pozwalają zdobyć informacje, które zainteresują znacznie szersze grono odbiorców. Pozyskiwane dane z mórz i oceanów i innych ekosystemów na Ziemi stanowią bowiem podstawę nie tylko do zrozumienia obecnych i przewidzenia przyszłych zmian. Są też niezbędne, abyśmy dowiedzieli się, jakie mechanizmy związane z oceanami mogą zdestabilizować życie na Ziemi i jakie są najlepsze sposoby, by związane z tym ryzyka ograniczać.

Co to wszystko oznacza? Że prace w ramach OceanICU mają przynieść konkretne korzyści. Lepsze zrozumienie „pompy biologicznej” to lepsze modelowanie klimatu, a lepsze modelowanie klimatu to możliwość podejmowania lepszych działań adaptacyjnych i ograniczających zmianę klimatu. Projekt nieprzypadkowo jest więc finansowany przez UE – decydenci chcą, by pomógł im w podejmowaniu lepszych decyzji umożliwiających osiągnięcie neutralności klimatycznej do 2050 r., co jest ogólnounijnym celem.

„Globalnie oceany pochłaniają 25% CO₂, ale jednocześnie stanowią największy rezerwuar węgla na kuli ziemskiej. I jest to ilość wielokrotnie większa niż w środowisku lądowym, w paliwach kopalnych czy w atmosferze. Zrozumienie tego, co dzieje się w oceanach, jest więc naprawdę kluczowe. Zwłaszcza że oceany nie są ekosystemem lądowym, który można łatwo oddzielić, jak las i pustynię.

Oceany to jest system naczyń połączonych, który wymaga skoordynowanych działań i przedsięwzięć globalnych. Bardzo nas cieszy, że instytut odgrywa więc kluczową rolę w dokonywaniu i koordynowaniu tych przeróżnych obserwacji” – mówi dr Palacz, zaangażowany również w dwa inne projekty finansowane ze środków unijnych, BioEcoOcean oraz SEA-Quester.

Arktyki problem z satelitami

Celem projektu SEA-Quester jest zrozumienie tego, jak postępujące globalne ocieplenie zmieni      regiony polarne – i do czego może to doprowadzić. Również w kontekście „pompy biologicznej”, ale nie tylko.

„Ocean to nie studnia bez dna. Gdy dwutlenek węgla do niego wpada, to nie znika w nim bez śladu. To wszystko ma swoje szerokie konsekwencje” – tłumaczy dr Palacz. 

Projekt SEA-Quester koncentruje się na badaniu zmian zachodzących w Arktyce. To ważne miejsce, bo nie dość, że w istotny sposób wpływa na klimat na Ziemi, to jeszcze ociepla się cztery razy szybciej od światowej średniej. Mimo to z różnych przyczyn wiemy o nim, podobnie jak o Antarktydzie, znacznie mniej niż o innych obszarach.

„Śledząc zmiany klimatyczne w oceanie w skali globalnej bardzo mocno opieramy się na metodach teledetekcji. Dzięki satelitom możemy uzyskać jednocześnie obraz wielu parametrów na powierzchni niemalże całego oceanu, i to w wysokiej rozdzielczości. W rejonach polarnych jest to jednak bardzo utrudnione. Przez kilka miesięcy w roku jest tam ciemno, a większość czujników satelitarnych polega na odbiorze światła odbijającego się od powierzchni wody. Z kolei w miesiącach letnich duże zachmurzenie również blokuje odbiór sygnału. Jednocześnie chcemy mieć pewność, że to, co widzi satelita, odpowiada rzeczywistości w wodzie. W związku z tym potrzebujemy całkiem sporej ilości pomiarów dokonanych ręcznie z pokładu statku – w tym samym czasie i miejscu, co uzyskane zdjęcie satelitarne. Biorąc pod uwagę, jak trudne warunki pogodowe i logistyczne ograniczają ilość rejsów badawczych w rejonach polarnych, takie pomiary są na wagę złota”- wyjaśnia dr Palacz.

Jednym z ważnych celów projektu SEA-Quester jest skompletowanie jak największej ilości danych, które można zestawić z pomiarami satelitarnymi. Pozwoli to na zbudowanie w następnym kroku nowych, ulepszonych algorytmów satelitarnych, które umożliwią lepszy monitoring zmian w środowisku morskim w rejonach polarnych. W tym celu naukowcy z IO PAN współpracują nie tylko z wieloma ośrodkami naukowymi w Europie, Ameryce Północnej i Azji, ale również wykonują zadania dla Europejskiej Agencji Kosmicznej, stając się jednym z liderów w tej dziedzinie nauki.

Zrozumieć cały ekosystem

Kierownikiem naukowym niezwykle cennego rejsu badawczego przeprowadzonego z partnerami zagranicznymi i poświęconego tej tematyce był dr hab. Karol Kuliński, profesor Instytutu Oceanologii PAN. Celem było zmierzenie w trakcie tej jednej ekspedycji możliwie wielu parametrów fizyko-chemicznych i  biologicznych, które pozwoliłyby zobrazować cały obieg węgla dla konkretnego fiordu na Spitsbergenie.

Wybrano fiord, który jest bardzo zróżnicowany – jedna jego część znajduje się pod silnym wpływem uchodzącego do niej lodowca, a druga to obszar, który lodu jest już pozbawiony. W ten sposób badacze mogą dokonać analizy zmian w morskim obiegu węgla, jakie mogą się pojawić w Arktyce w przyszłości, gdy topniejące lodowce będą coraz słabiej oddziaływać na obszary przybrzeżne.

Wnioski z pracy naukowców na Spitsbergenie będą ważne ze względu na topnienie nie tylko lodowców, lecz także wieloletniej zmarzliny, która gromadzi ogromne pokłady węgla organicznego. „Potencjalnie ten ładunek może trafiać do atmosfery, wzmacniając zmianę klimatu poprzez podnoszenie stężenia CO₂ i metanu. Z drugiej strony zmniejszający się zasięg lodu morskiego i cofające się lodowce odsłaniają nowe ekosystemy, które mają jeszcze niezbadaną zdolność pochłaniania węgla. Mamy więc procesy, które działają w dwóch kierunkach, a ich bilans sumaryczny jest nie do końca poznany. Próbujemy go ustalić” – tłumaczy naukowiec.

I to właśnie na tym skupia się PROSPECTOR, czyli kolejny z projektów oceanicznych finansowany przez Narodowe Centrum Nauki, a koordynowany przez Instytut Oceanologii PAN.

„Arktyka ociepla się cztery razy szybciej niż średnia globalna, a zmiany tam zachodzące są najszybsze i najbardziej widoczne. Te zmiany są na tyle duże, że doprowadzają do przekształcenia obecnych i powstawania nowych ekosystemów. Wpływają one na to, jak wydajnie te wody mogą pochłaniać dwutlenek węgla” – tłumaczy prof. Kuliński „Nauce o Klimacie”.

Warto mieć przy tym na uwadze, że Arktyka pochłania go przez cały rok. A wiadomo to m.in. dzięki badaniom Instytutu Oceanologii PAN. „Woda jest niedosycona w stosunku do atmosfery, więc cały czas mamy do czynienia z pochłanianiem CO₂ z powietrza. W umiarkowanych szerokościach geograficznych do pochłaniania dochodzi głównie w okresie letnim, podczas gdy zimą – gdy nie ma wegetacji – jest ono znacznie mniejsze lub wręcz wody stają źródłem CO₂. W tym kontekście Arktyka działa bardzo wydajnie i pochłania CO₂ przez cały rok. Chcemy zbadać, czy zmiana klimatu może to zmienić” – wyjaśnia prof. Kuliński.

Jak opowiada naukowiec, wymierną korzyścią z prac w obszarach polarnych ma być połączenie wniosków z różnych dziedzin. Biolodzy, fizycy czy chemicy koncentrują się na analizie wybranych elementów układanki, które w oczywisty sposób są im znane. Sami nie są jednak w stanie ocenić wszystkich procesów, jakie zachodzą w morzach i oceanach.

„Dość unikalną rzeczą jest więc to, że różne projekty, w które zaangażowane jest nasz instytut, mają posłużyć koordynacji działań również pod tym względem. Nie chcemy zrozumieć pojedynczego procesu. Chcemy zrozumieć, jak działa ekosystem jako całość. Tylko to pozwoli nam osiągnąć efekt, na którym nam zależy, czyli obliczyć przepływy dwutlenku węgla w oceanie i poznać co się z nim dzieje” – mówi prof. Kuliński.

Oceaniczny Dziki Zachód

Naukowcy z Instytutu Oceanologii PAN zwracają przy tym uwagę, jak ważna jest standaryzacja pomiarów. W przypadku węgla nieorganicznego, a więc m.in. CO₂ emitowanego na skutek spalania węgla, wspólnota naukowa wypracowała przez dekady dość jasne metody pomiarowe. Są one dobrze opisane i możliwe do zastosowania w wielu rejonach.

„Jeśli mówimy o biologii, to tu w dalszym ciągu mamy do czynienia trochę z Dzikim Zachodem. Poszczególne instytucje i poszczególni naukowcy dokonują pomiarów w mało skoordynowany czy ustandaryzowany sposób. To jedna z największych przeszkód na drodze do lepszego zrozumienia zachodzących w oceanach procesów. Realizowane obecnie projekty takie jak BioEcoOcean mają spróbować tę przeszkodę, jeśli nie wyeliminować, to przynajmniej znacząco zmniejszyć” – opowiada dr Palacz.

Osobną kwestią pozostaje dostęp do danych.

„W dziedzinie fizyki czy chemii morza dzielenie się danymi jest prawie normalnością. W przypadku biologii ekosystemów morskich ciągle mamy problemy z udostępnianiem zbieranych danych. To olbrzymie wyzwanie” – twierdzi naukowiec.

Dlatego Instytut Oceanologii postanowił zadziałać także i na tym polu. Jednym z założeń projektu BioEcoOcean jest tzw. data mining, czyli odkopywanie dawnych danych w celu ich szerszego udostępnienia. „Aktualnie publikujemy bazy danych z ostatnich ponad 20 lat badań. Umożliwią one całej wspólnocie naukowej bezprecedensowy dostęp do informacji, które pozwolą na zbudowanie nowych algorytmów i usprawnienie tych już istniejących” – informuje dr Palacz.

Bez precedensu

Każdy z wymienionych w tym tekście naukowców zaangażowany jest w przynajmniej dwa z      przedstawionych projektów. Można więc powiedzieć, że w pewien sposób system naczyń połączonych stanowią nie tylko oceany, lecz także badacze, którzy się nimi zajmują. Zaangażowanie w różne inicjatywy nie tylko pogłębia ich wiedzę, ale i sprawia, że na jeden element oceanicznej układanki spogląda się z wielu stron.

„Przepływ wiedzy i wyników powstałych z analiz jednego projektu naukowego ma więc w rezultacie bezpośredni i natychmiastowy wpływ na to, co się dzieje w drugim. Tak jest i tak być powinno, również z perspektywy Komisji Europejskiej” – wyjaśnia dr Telszewski.

Wspólnym mianownikiem dla wszystkich wymienionych projektów współrealizowanych i/lub koordynowanych przez Instytut Oceanologii PAN jest próba odpowiedzi na krytyczne luki wiedzy dotyczące obiegu węgla w oceanie. Warto przy tym podkreślić, że placówka ta jest zaangażowana w związane z tym prace praktycznie na każdym możliwym poziomie. Czyli od prowadzenia i koordynowania badań, przez łączenie ustaleń naukowców z różnych dziedzin, na rozwoju lepszych technologii badawczych i komunikacji z decydentami kończąc. 

Sam dr Telszewski, będący koordynatorem prac w ramach OceanICU, jest też dyrektorem w International Ocean Carbon Coordination Project (IOCCP). To realizowany już od dwóch dekad międzynarodowy program, który kładzie nacisk na zrozumienie procesu obiegu węgla w oceanie. IOCCP koordynuje działania poszczególnych grup badawczych na świecie, jak również reprezentuje środowisko naukowe w czasie rozmów i przy podejmowania decyzji w takich agendach ONZ jak Światowa Organizacja Meteorologiczna (WMO) i Międzyrządowa Komisja Oceanograficzna (wchodzi w struktury UNESCO).

„Choć jesteśmy stosunkowo małym instytutem badawczym, to robimy w nim rzeczy bez precedensu, w znakomicie skoordynowany sposób i istotne w skali globalnej” – ocenia prof. Kuliński.

Wesprzeć jak prognozy pogody

Naukowcy z Instytutu Oceanologii mają przy tym nadzieję, że wysiłki ich i tysięcy innych badaczy doprowadzą do zmiany podejścia decydentów. Ich zdaniem badania związane z monitorowaniem procesów zachodzących w oceanach nie powinny być realizowane w ramach kilkuletnich projektów i niepewnych dofinansowań. Zamiast tego należy przeznaczyć na nie stabilne finansowanie, które zapewni możliwość realizowania badań i prowadzenia obserwacji w sposób trwały, cykliczny i ustandaryzowany oraz niezależny od politycznych uwarunkowań.

„Trudno sobie wyobrazić, że dziś nagle stracilibyśmy możliwość poznania prognozy pogody na najbliższe dni. Ale to, że dziś każdy z nas może w łatwy sposób sprawdzić ją w telefonie, jest efektem wielu dekad pracy niezliczonej liczby naukowców, którzy mieli instytucjonalne wsparcie. Dzięki temu mogli przez lata zbierać dane, dokonywać analiz i uskuteczniać modele. W przypadku badań mórz i oceanów wciąż na taką możliwość czekamy, choć jak widać zrozumienie ich roli jest dla naszej przyszłości niezwykle ważne” – podsumowuje dr Telszewski.

Naukowcy z Polski liczą też na to, że wciąż będą mogli dokonywać pomiarów i prowadzić badania z polskiego statku badawczego. Oceania to statek niezwykle ważny dla polskiej oceanografii, ale i bardzo wysłużony. Ma ponad 40 lat, a jej żywotność się kończy.

„Jeżeli chcemy prowadzić badania na wysokim poziomie. które są dostrzegane w skali i europejskiej i globalnej, to potrzebujemy do dyspozycji odpowiednie narzędzia. A narzędzia w postaci statku badawczego nie zdobędzie się w projekcie naukowym. To muszą być decyzje polityczne” – zauważa prof. Kuliński.

I podsumowuje: „Cieszymy się więc, że w ubiegłym roku władze krajowe postanowiły ostatecznie przekazać dofinansowanie na kontynuowanie działania Oceanii. Warto jednak, abyśmy myśleli o badaniach morskich i polskiej obecności na morzach i oceanach strategicznie. Jeśli chcemy utrzymać się w światowej czołówce badań oceanograficznych, to potrzebujemy nowego statku badawczego z odpowiednim zapleczem technicznym i logistycznym oraz finansowymi mechanizmami jego utrzymania w przyszłości.”

The post Morza i oceany pochłaniają 25% światowych emisji CO2. Naukowcy z Polski są kluczowi dla zrozumienia ich roli appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Początek jesieni to w Polsce na ogół okres spokojnych pogód, ale na Atlantyku rozpoczął się kolejny, coroczny sezon cyklonów tropikalnych. Układy te przemieszają się  początkowo od Afryki na zachód, między strefą pasatów a konwergencji równikowej. Po przejściu Oceanu, przy Antylach lub trochę wcześniej, skręcają na północ i zawracają wschód, a potem włączają się do strumienia zachodniej cyrkulacji. Tworzą się wówczas głębokie niże, zbliżające się od zachodu do Wysp Brytyjskich i naszego kontynentu. Ich dalekim objawem jest spadek ciśnienia. A o to, jak można przewidzieć nadchodzenie takiego układu, zapytał ostatnio wnikliwie nasz czytelnik:

Czy sygnałem alarmowym powinien być po prostu znaczny spadek wskazówki? czasem bowiem zdarza się, że obserwacja nieba wskazuje nadejście burzy natomiast barometr jest stabilny

Wskazania barometru od dawna są uznawane za wskaźnik zmian ciśnienia, prawie na równi z łamaniem w kościach. Stare aneroidy (barometry, w których mierzona jest zmiana grubości hermetycznie zamkniętej puszki o obniżonym ciśnieniu) mają na swojej tarczy misternie wypisane pogody – od sztormu do słońca. Tymczasem wielokrotnie obserwujemy, że w obszarach o obniżonym ciśnieniu pojawia się okresami słońce, zaś w obszarach wysokiego ciśnienia może panować dokuczliwa mgła i mżawka, szczególnie późną jesienią czy ciepłą zimą. 

Spadek ciśnienia atmosferycznego

Jak więc jest z tym ciśnieniem i czy warto mówić o nim w ogólnych prognozach zamiast wstawić jeszcze jednego reklamowego sponsora? Otóż nie wartość ciśnienia (wysokie czy niskie, bowiem to zależy od wzniesienia nad poziom morza), a szybkość jego spadku lub wzrostu mówi o procesach synoptycznych. Przed zbliżającym się układem niżowym ZAWSZE zaobserwujemy spadek ciśnienia, nie jest on znaczny, ale im niż jest głębszy i szybciej zbliża się do naszej pozycji, tym szybciej ciśnienie spada. W jesiennych niżach idących znad Atlantyku zdarzają się na zachodnich wybrzeżach Europy spadki ciśnienia nawet powyżej 10 hPa na 3 godziny. 

Jednocześnie musimy obserwować wiatr. Jeśli prędkość narasta i wieje z południa lub południowego wschodu, to niż idzie prosto na nas (na ogół równo z zachodu). Przy wietrze południowo-zachodnim zachodzącym (skręcającym na zachodni), ośrodek idzie torem na północ od naszego położenia. Narastający wiatr północno-wschodni i wschodni przy jednoczesnym spadku ciśnienia to znak, że ośrodek (z reguły wtórny niż) idzie torem na południe od nas. 

Ponieważ ośrodki prawie zawsze wędrują znad oceanu nad wewnętrzne morza (przechodzą przez charakterystyczne przesmyki lądowe jak Kanał Angielski, Cieśniny Duńskie nad Morze Północne i potem Bałtyk lub przez Bramę Rodanu nad zachodnią część Morza Śródziemnego tworząc niekiedy niż genueński) to przypadek wiatrów północno-wschodnich i wschodnich spotkanych przy wyjściu z Kanału Angielskiego wyraźnie mówi o przejściu niżu przez Zatokę Biskajską nad południe Francji i dalej nad Zatokę Lwią między Marsylią a Barceloną. 

Wspomnę, że na wschód od Plymouth znajduje się dobrze chroniona od zachodnich i północnych wiatrów zatoka Start Bay, ograniczona przylądkiem Start Point, w której żaglowce rejowe kotwiczyły oczekując na korzystny zwrot wiatru na północno-wschodni i wschodni, aby „na  plecach” niżu toczącego się nad Zatoką Biskajską wyjść na Atlantyk i zmierzać w kierunku Madery. Wówczas kapitan nie raz stukał palcem w szklaną rurkę barometru sprawdzając, czy ciśnienie zaczęło po spadku wzrastać, a wiatr już się odkręcił na NE czy E.

Wzrost ciśnienia atmosferycznego

Wzrost ciśnienia zawsze spowodowany jest napływem chłodniejszego powietrza po froncie chłodnym i wiąże się z rozbudową wyżu w chłodniejszym powietrzu napływającym prosto znad Arktyki przez Morze Norweskie lub przez Skandynawię albo przez północną Rosję.  Front chłodny poprzedza początek wzrostu ciśnienia, tak więc ten przypadek nie ma znaczenia prognostycznego – najpierw wytarmoszą nas szkwały na froncie, a dopiero potem zacznie wzrastać ciśnienie. 

Oczywiście, gdy wiemy że na zachód czy północ od naszej pozycji ciśnienie już zdecydowanie rośnie, to możemy spodziewać się rychłego przejścia frontu. W tym przypadku należy obserwować formy rozwoju chmur, a szczególnie wypatrywać ławic lub soczewek chmur altocumulus (tak zwane „makrelowe niebo”) oraz kowadeł chmur cirrus od zbliżających się chmur cumulonimbus budujących się na froncie. Tak więc jedynie za pomocą lokalnej obserwacji ciśnienia nie zauważymy podchodzenia frontu chłodnego z towarzyszącymi szkwałami, a późną wiosną i latem często z burzą. 

Ciśnienie atmosferyczne we współczesnej meteorologii

Na prostych przyrządach i obserwacji nieba trzeba było bazować dawniej, na wybrzeżu czy na pokładzie żaglowca. Obecnie przy rozwoju technologii już każdy posiadacz smartfonu czy tabletu za złotówkę może poprzez mobilne systemy telekomunikacyjne dojść do zasobów Internetu, jeśli tylko jest w zasięgu sieci (czyli wszędzie na lądzie i w pobliżu brzegu). Zdjęcia satelitarne z podpiętymi miejscami wyładowań burzowych lub rozpoznania radarowe wyraźnie ukazują aktualne położenie frontu, animacja tych zdjęć pokazuje ruch, a numeryczne prognozy mezoskalowe nie powinny przeoczyć zjawisk związanych z podejściem i działaniem frontu – choć nie zawsze doceniają ich intensywność. 

Mimo zastosowania takiej techniki należy obserwować lokalnie zmiany ciśnienia, ale do tego trzeba mieć punkt odniesienia. Tu należy przypomnieć sobie z fizyki równanie stanu gazu, wiążące ciśnienie z temperaturą i wysokością:  p = RρT, (ciśnienie zależy od gęstości i temperatury). Inne, pochodne wzory określają różnicę wysokości pomiędzy poziomami, na których występuje różnica ciśnienia. 

W meteorologii używa się pojęcia stopień barometryczny/baryczny, który mówi, o ile należy się wznieść, aby ciśnienie powietrza spadło o 1 hPa. Ponieważ z wysokością spada też temperatura oraz zmniejsza się „nacisk” wyżej leżących warstw powietrza, to stopień barometryczny zdecydowanie rośnie: na poziomie morza wynosi około 8 metrów, na 5,5 kilometrach około 14 m, pod tropopauzą na wysokości 9 km aż 22-23 metry. 

Znaczna i wyraźna zmiana ciśnienia z wysokością wykorzystywana jest od początku w lotnictwie dla określenia wysokości lotu, a tym samym – poprzez przydział wysokości – dla unikania zderzeń samolotów między sobą czy z górami. Nie będę wchodził w szczegóły, ale przy badaniu wypadku smoleńskiego okazało się, że piloci w ostatniej fazie lądowania niewłaściwie posługiwali się wysokościomierzem barometrycznym, tracąc tym samym świadomość  rzeczywistej wysokości lotu.

Jak podałem wyżej, ciśnienie powietrza bardzo zależy od wysokości (wzniesienie się o 3 piętra to spadek ciśnienia o 1 hPa), następnie znacznie słabiej od zmian temperatury (im cieplej tym niższe), zaś zmiany wynikające z podchodzenia tworów barycznych są w porównaniu z poprzednimi czynnikami znikome (np. przy podchodzeniu aktywnego niżu spadek rzędu 3 – 5 hPa na 3 godziny). Dla uniknięcia chaosu w podawaniu ciśnienia i porównywaniu wartości mierzonych w różnych miejscach, wprowadzono w światowej meteorologii (a także w lotnictwie) pojęcie CIŚNIENIA PRZELICZONEGO do poziomu morza (z reguły powiększone o kilka – kilkanaście hektopaskali). Przy przeliczeniu (wykonywanym dla stacji leżących do 500m nad poziom morza) uwzględnia się wysokość barometru, średnią temperaturę, a nawet szerokość geograficzną stacji. Dopiero takie ciśnienie można  wykorzystywać przy wykreślaniu map, dla uzyskania obrazu aktualnych układów ciśnienia.

Na zobrazowaniach poważnych ośrodków meteorologicznych oraz w obliczeniach numerycznych prognoz pogody stosuje się wyłącznie ciśnienie przeliczone do poziomu morza. Tylko w polskich mediach z uporem podaje się ciśnienie z poziomu aneroidu stojącego na biurku redaktora, a przecież gdy to biurko jest na trzecim piętrze to już różni się jeden hektopaskal od ciśnienia na parterze. 

Oczekujemy innych pytań, cieszy nas ich znaczna dociekliwość, ale w krótkiej odpowiedzi nie można przekazać wiedzy zdobywanej w czasie studiów i w dziesiątkach lat praktyki synoptycznej. Prosimy o kolejne pytania, dobrze jeśli będą zilustrowane zdjęciem zjawisk czy chmur, z podaniem miejsca i sytuacji, która zaciekawiła czytelnika – dobrze jest uczyć się na realnych przykładach.

The post Ciśnienie atmosferyczne a zmiany pogody appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Wykres budżetów czterech głównych działów Dyrektoratu Naukowego amerykańskiej agencji kosmicznej NASA (Science Mission Directorate, SMD): astrofizyki, planetologii, nauk o Ziemi i heliofizyki, oraz cięcia planowane na rok budżetowy 2026.

Oś pozioma: czas (lata). Oś pionowa: roczny budżet skorygowany o wskaźnik inflacji (miliardy dolarów).

Planowane na 2026 rok budżetowy redukcje (kolor czerwony) będą oznaczać koniec wielu funkcjonujących i planowanych misji kosmicznych NASA. Część z nich dostarcza bardzo cennych i niemożliwych do zastąpienia danych na temat klimatu:

• satelity Aqua i Terra, na pokładzie których znajdują się m. in. instrumenty AMSU-A, AIRS, AMSR-E, CERES, MODIS, dzięki którym monitorujemy temperaturę atmosfery, bilans promieniowania cieplnego i słonecznego, a także zachmurzenie planety;
• satelita TIMED badający najwyższe warstwy atmosfery ziemskiej;
• SAGE III na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, mierzący m.in. zawartość ozonu oraz troposferycznego i stratosferycznego aerozolu;
• satelita OCO-2 oraz moduł OCO-3 na Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, mierzące zmiany zawartości dwutlenku węgla w atmosferze;
• DSCOVR, prowadzący obserwacje Ziemi i kosmicznej pogody z punktu libracyjnego L1.

Wejście proponowanych zmian budżetu będzie oznaczało zakończenie tych obserwacji jeszcze w tym roku.

Źródło: Planetary Society.

The post Budżety działów Dyrektoratu Naukowego NASA appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Jak zainteresowałaś się tematem citizen science?

Zaczęło się to od tego, że w Zakładzie Ekologii w Instytucie Dendrologii PAN, w którym pracuję, często wykorzystujemy dane z portalu iNaturalist do tworzenia modeli rozmieszczenia gatunków i przewidywania, jak przesuną się ich zasięgi występowania w warunkach zmiany klimatu. Zainteresowało mnie, jak wygląda cały proces gromadzenia tych obserwacji – zarówno z perspektywy naukowców, którzy je wykorzystują, jak i wolontariuszy, którzy je dostarczają.

Jak narodziła się citizen science?

Dawniej nauką zajmowali się głównie zamożni pasjonaci – była to elitarna aktywność. Dopiero w XIX wieku, wraz z finansowaniem badań przez rządy i instytucje oświatowe, kariera naukowa stała się dostępna dla szerszego grona osób. Wtedy też naturalnie pojawiło się pojęcie naukowca profesjonalnego. W opozycji był ten często niedoceniany naukowiec-amator.

Dziś rola naukowców obywatelskich znowu rośnie. Często zdarza się, że wkład osób niezwiązanych zawodowo z nauką, lecz aktywnie uczestniczących w badaniach, jest kluczowy dla ich postępu. I tutaj pojawia się pojęcie citizen science, które narodziło się w latach dziewięćdziesiątych. Łączy ono dwa światy – profesjonalnej nauki i naukowców-amatorów – opierając się na wspólnych projektach. W ich ramach naukowcy obywatelscy zbierają dane, specjaliści je analizują, a następnie wyniki tej współpracy są prezentowane społeczeństwu.

Czy badacz-amator może realnie pomóc ekspertowi?

Jak najbardziej. Działalność naukowców obywatelskich ma nieocenione znaczenie dla nauki, ponieważ to dzięki ich entuzjazmowi i zaangażowaniu możliwe jest gromadzenie ogromnych ilości danych, których zawodowi badacze, mimo najlepszych chęci, fizycznie nie byliby w stanie pozyskać.

Jest to szczególnie istotne w badaniach środowiskowych. Świat przyrody jest tak złożony, że wąskie grono specjalistów może poznać tylko jego wycinek. Dopiero zaangażowanie większej liczby osób, w tym wolontariuszy, pozwala prowadzić badania na szerszą skalę. Dziś, dzięki nowoczesnym  aplikacjom, proces ten stał się znacznie prostszy. Dawniej wymagał on większego wysiłku ze strony wolontariuszy, którzy np. musieli ręcznie spisywać obserwacje. Dzisiaj nie dość, że zbieranie danych jest wygodniejsze, bo formularz mieści się w telefonie, to wyniki są dostępne niemal natychmiast, co pozwala na ich dynamicznie wykorzystanie w badaniach.

Jak wyglądają przykładowe projekty, w które włączają się naukowcy obywatelscy?

To może być nawet aktywność, która nie wymaga wychodzenia z domu. Jednym z klasycznych przykładów jest projekt Galaxy Zoo, w ramach którego internauci wspierają naukowców, oglądając na swoich komputerach zdjęcia galaktyk i przypisując je do określonego kształtu. Innym przykładem jest projekt Globe at Night, skoncentrowany na badaniu zanieczyszczeniu światłem. Wolontariusze wychodzą w określony dzień przed dom i oceniają, ile gwiazd są w stanie dostrzec na danym obszarze. Ważnym projektem na pewno jest eBird, globalny projekt nauki obywatelskiej do rejestrowania obserwacji ptaków. Dzięki niemu możemy w czasie rzeczywistym i na niespotykaną dotąd skalę monitorować np. migracje ptaków.

Moim ulubionym projektem jest jednak iNaturalist, w ramach którego wolontariusze dzielą się swoimi obserwacjami dotyczącymi wszystkich gatunków – roślin, zwierząt i grzybów – z całego świata. Dzięki zgromadzonym danym, iNaturalist wspiera badania nad różnorodnością biologiczną, monitorowanie zmian klimatycznych oraz ochronę gatunków zagrożonych. Jest wykorzystywany przez naukowców, edukatorów, a przede wszystkim przez szerokie grono pasjonatów przyrody.

W kontekście citizen science pojawianie się nowych technologii i smartfonów może być tym z nielicznych przypadków, kiedy nie tylko nas nie ogłupiają, ale wręcz pozwalają spełnić dziecięce marzenia o byciu naukowcem?

Zdecydowanie. To świetny przykład na to, jak technologia może wnosić cenny wkład w naszą wiedzę o przyrodzie, a także w kształtowanie społeczeństwa, ponieważ citizen science rozwija w wolontariuszach cechy obywatelskie. Nauka obywatelska fantastycznie sprawdza się w szkołach i na studiach wyższych, nie tylko jako źródło inspiracji do projektów naukowych, ale także jako ważny element w wychowywaniu społeczeństwa, które troszczy się o otaczające je środowisko.

Czy w takim razie w Polsce nauka obywatelska jest popularna?

Rozwija się, a chętnych do działania z każdym rokiem przybywa. Jeśli jednak miałabym mówić na przykładzie iNaturalist, czyli projektu, który jest mi najbliższy, widać, że w porównaniu do Europy zachodniej liczba udostępnionych obserwacji w Polsce nadal jest niewielka. Prym wiodą Wyspy Brytyjskie, Niemcy i Francja, a w Polsce oraz u naszych wschodnich sąsiadów pokrycie obszaru danymi jest zdecydowanie mniejsze. Jest więc tutaj dla nas pole do rozwoju.

Jak powstała  platforma iNaturalist i kto za nią stoi?

Strona iNaturalist powstała w 2008 roku jako projekt magisterski trojga studentów. Jego celem było zbieranie danych o różnorodności biologicznej przez wolontariuszy, którzy dzielili się fotografiami różnych organizmów na platformie internetowej. Jeden z tych studentów, Ken-ichi Ueda, kontynuował rozwój projektu, a po kilku latach nawiązał współpracę ze Scottem Loarie, pracownikiem naukowym z Uniwersytetu Stanforda. Obecnie są oni dyrektorami całego iNatualist.

W 2014 roku iNaturalist wypłynął na szersze wody, rozpoczynając współpracę z California Academy of Sciences, jednym z największych muzeów historii naturalnej na świecie. Już w tym samym roku liczba zgromadzonych przez wolontariuszy obserwacji przekroczyła milion. Była to więc oddolna inicjatywa, która spotkała się z dużym zainteresowaniem.

Dodałabym też, że iNaturalist jest platformą inkluzywną, ponieważ umożliwia zbieranie danych dotyczących całego świata naturalnego. Nie koncentrujemy się na tym, by zachęcać ludzi do przesyłania danych np. tylko o dzięciołach, ale zbieramy wszystko, co użytkownicy mają do zaoferowania. Następnie naukowcy mogą wybrać te dane, które są dla nich istotne. Uważam, że takie podejście na dużą skalę i w długofalowej perspektywie jest bardziej efektywne i zachęcające, zwłaszcza że proces zbierania obserwacji w każdym projekcie zwykle rozkręca się stopniowo.

Jak wygląda aplikacja iNaturalist z punktu widzenia użytkownika?

Działa intuicyjnie i jest całkowicie darmowa. Główną funkcją serwisu jest możliwość łatwego udostępniania danych dotyczących występowania wszystkich gatunków, korzystając zarówno z aplikacji mobilnej iNaturalist na telefony komórkowe jak i ze strony internetowej. Każda obserwacja jest cenna, a jeśli ktoś szczególnie interesuje się jakąś grupą organizmów, np. gryzoniami czy owadami zapylającymi, warto się na niej skupić. Oprócz udostępniania własnych zdjęć można także przeglądać zdjęcia innych użytkowników, a jeśli ktoś jest bardziej zaawansowany – może również pomóc innym w identyfikowaniu ich obserwacji.

Kiedy i co warto obserwować?

Obserwacje można prowadzić przez cały rok i na każdym kroku. Wiosna to jeden z najlepszych momentów na rozpoczęcie przygody z iNaturalist  – z każdym dniem pojawia się coraz więcej gatunków, które można dostrzec nawet podczas codziennego spaceru z psem.Jedną z największych luk w bazie iNaturalist, którą wolontariusze mogliby pomóc wypełnić, jest królestwo grzybów – wciąż znacznie mniej poznane niż świat roślin i zwierząt. Warto więc zwrócić na grzyby większą uwagę podczas prowadzenia swoich obserwacji.

Co ważne, nie trzeba szukać odległych, atrakcyjnych przyrodniczo miejsc, żeby zaobserwować coś ciekawego – fascynujące spotkania mogą wydarzyć się tuż za progiem własnego domu. Zaangażowanie w iNaturalist uczy spostrzegawczości i sprawia, że dostrzegamy to, co na co dzień umyka uwadze. Moim ulubionym przykładem jest moment, gdy pod blokiem, w środku miasta, po raz pierwszy w życiu zaobserwowałam ropuchę zieloną.

Zaobserwowałaś ropuchę zieloną pod blokiem, co dalej robisz jako naukowiec obywatelski? Czy musisz być w stanie nazwać swoją obserwację czy wystarczy, że wyda ci się ona interesująca?

Największą zaletą iNaturalist jest to, że nie musisz mieć specjalistycznej wiedzy. Wystarczy, że zrobisz zdjęcie, a jeśli chodzi o ptaki, możesz także nagrać ich śpiew. Następnie przesyłasz pliki za pomocą aplikacji mobilnej lub strony internetowej. Kolejnym krokiem jest podanie podstawowych informacji: miejsca i daty obserwacji.

Jeśli masz pewne przypuszczenia, co zaobserwowałaś, możesz wpisać ogólniejszą kategorię, na przykład „ropucha” albo „płaz”. Dodatkowo aplikacja często całkiem trafnie podpowiada, jaki gatunek jest widoczny na zdjęciu. Potem wystarczy poczekać – inni użytkownicy pomogą w identyfikacji. Aby obserwacja miała wartość merytoryczną, co najmniej dwie osoby muszą się zgodzić co do tego, co zostało zaobserwowane. Wtedy zyskuje ona tak zwany stopień badawczy i trafia do globalnych baz danych, takich jak GBIF (Global Biodiversity Information Facility), czyli międzynarodowej platformy gromadzącej zweryfikowane informacje o rozmieszczeniu gatunków na świecie. A stąd już bezpośrednio pobierają je osoby zajmujące się konkretnymi problemami środowiskowymi.

Czyli wolontariusz nie może popełnić błędu i nie wystawia się na krytykę, nawet jeśli ropuchę zieloną nazwie żabą?

Nie, jest to bardzo otwarta i przyjazna społeczność, w której zamiast krytyki można liczyć na wskazówki od bardziej doświadczonych użytkowników. Jeśli w ogóle można mówić o błędzie, to raczej w kontekście jakości zdjęcia, np. gdy jest zbyt niewyraźne, by można było rozpoznać gatunek. Na szczęście nie trzeba mieć profesjonalnego sprzętu i smartfony w zdecydowanej większości przypadków będą wystarczające. W iNaturalist nie ma miejsca na wstyd czy obawy przed pomyłką. Jeśli nie jesteśmy czegoś pewni, to inni użytkownicy na pewno nam pomogą – to właśnie na tym polega nauka obywatelska!

A czy są tam mechanizmy znane nam z mediów społecznościowych – lajki lub inne formy walidacji?

Tak, można oznaczać swoje ulubione obserwacje gwiazdkami. Warto też wspomnieć o elemencie zdrowej rywalizacji, ponieważ serwis automatycznie generuje statystyki, co dla wielu osób stanowi dodatkową motywację. Możesz na przykład zobaczyć, że właśnie zebrałaś już dwusetny gatunek w swojej historii albo że przekroczyłaś liczbę tysiąca obserwacji. Dla osób niezwiązanych z nauką obywatelską może to brzmieć trochę abstrakcyjne, ale dla pasjonatów przyrody to świetna zabawa. Można śledzić swoje postępy, porównywać je ze znajomymi i czerpać satysfakcję z każdej nowej udokumentowanej obserwacji.

A ile Ty masz już obserwacji na koncie?

Cztery i pół tysiąca. Ale to nie wyścig – w nauce obywatelskiej kluczowa jest zasada „po pierwsze nie szkodzić”. Oznacza to, że podczas dokumentowania gatunków powinniśmy unikać niepokojenia zwierząt czy niszczenia roślin. To jest zawsze kompromis – z jednej strony dane są cenne, z drugiej, nasza ciekawość czy chęć obejrzenia z bliska jakiegoś gatunku nie powinny odbywać się kosztem jego dobrostanu.

Słyszałam nawet porównanie, że zbieranie obserwacji przypomina trochę kolekcjonowanie Pokémonów. Jednak w przypadku rzadkich i zagrożonych gatunków trzeba zachować ostrożność i rozsądek. Jeśli w jakimś miejscu gniazduje np. rzadki gatunek ptaka, iNaturalist oferuje funkcję „geoprywatności”, dzięki której lokalizacja takiej obserwacji nie jest publicznie dostępna. W przypadku niektórych gatunków warto z niej skorzystać – nie zawsze dobrze, by tego typu dane były w pełni dostępne. Ja skorzystałam z niej na przykład po zaobserwowaniu dzięcioła zielonosiwego w Biebrzańskim Parku Narodowym. Dla gatunków szczególnie zagrożonych serwis sam ukrywa miejsce i dokładną datę obserwacji dla innych użytkowników. Na przykład, szczegółowe dane obserwacji żubra z Puszczy Białowieskiej zostaną automatycznie ukryte.

A z jakich danych korzystacie najczęściej jako Instytut Dendrologii PAN?

Najważniejsze są dla nas informacje dotyczące rozmieszczenia wszystkich gatunków roślin. Najczęściej badamy drzewa, bo to one pełnią rolę „inżynierów ekosystemów” i decydują, co dalej z danym ekosystemem leśnym będzie się działo. Analizowaliśmy także wpływ zmiany klimatu na krzewinki – w naszym przypadku borówki – oraz na rośliny zielne runa leśnego, np. zawilce.

Tu znowu nawiążę do kwestii zaangażowania w citizen science w Polsce i innych krajach na wschód od Odry. Pokrycie danymi, z których korzystamy, jest tu nadal niewielkie. Jeśli brakuje odpowiedniej ilości danych, to nasze modele mają ograniczoną jakość. Przez to na przykład trudniej wskazać granicę zasięgu występowania badanego gatunku.

W krajach zachodnich dane były zbierane w sposób systematyczny, szybko digitalizowane i udostępniane. U nas problemem nie jest ich brak, lecz rozproszenie – wiele informacji pozostaje w archiwach, w formie książek lub w raportach z mniejszych projektów, przez co nie są łatwo dostępne. Dlatego dane z iNaturalist są dla nas niezwykle cenne. W skali Europy Środkowo-Wschodniej pomagają lepiej rozpoznać rzeczywisty stan środowiska przyrodniczego, a dzięki temu pozwalają nam dokładniej przewidywać, jak poszczególne gatunki zareagują na zmianę klimatu.

Czy jest zatem synergia między obserwacjami czynionymi przez amatorów a badaniami klimatu, zwłaszcza w kwestii jego zmiany?

To zależy od projektu, ale zdecydowanie tak. Świetnym przykładem jest Globe Observer, w ramach którego wolontariusze współpracują między innymi z naukowcami z NASA. Przesyłają dane dotyczące temperatury czy zachmurzenia, które są następnie porównywane z danymi satelitarnymi. Dzięki temu możliwa jest podwójna weryfikacja, ponieważ naukowcy mogą sprawdzić, czy to, co widzi satelita, zgadza się z obserwacjami z poziomu ziemi.

Jeśli chodzi o wpływ zmiany klimatu na dziką przyrodę to przykładem mogą być badania naszego zespołu. Opracowaliśmy modele występowania dla głównych gatunków drzew i roślin runa lasów, które bez danych z iNaturalist byłyby znacznie mniej dokładne. Dzięki temu wykazaliśmy, że w Europie Środkowej główne lasotwórcze gatunki drzew utracą optimum klimatyczne (Dyderski i in., 2025) Będzie się to wiązało ze zmianą charakteru naszych lasów – z iglastych, wysokich i z dużą ilością światła w kierunku liściastych, niskich i bardziej zacienionych. Zyskają za to niektóre gatunki inwazyjne (Puchałka i in., 2023). Zmiany dotkną też roślin runa – spodziewamy się utraty zarówno cieszącej oko wiosną konwalii majowej (Puchałka i in., 2023), jak i owocującej latem borówki czernicy (Puchałka i in., 2023) w dużej części kraju.

Innym przykładem są nasze badania nad terminem kwitnienia zawilca gajowego (Puchałka i in., 2022). Analizowaliśmy pozyskane z iNaturalist zdjęcia zawilców z różnych części Europy, sprawdzając, kiedy i gdzie w ostatnim czasie zakwitały. Następnie wykorzystaliśmy dane dotyczące scenariuszy zmian klimatu, uwzględniających wzrost temperatur i zmiany w ilości i rozkładzie opadów. Na tej podstawie przygotowaliśmy modele, które pokazują, że już za 20-30 lat zawilce mogą kwitnąć nawet o miesiąc wcześniej. To ogromna zmiana nie tylko dla samych zawilców, ale i powiązanych z nimi organizmów, np. zapylaczy. Wpłynie to więc na funkcjonowanie całych ekosystemów leśnych. Uzyskane wyniki jasno wskazują, że synergia między działalnością wolontariuszy i badaniami naukowców zajmujących się zmianą klimatu jak najbardziej występuje.

Co ciekawe, niektóre projekty dotyczą nie przyszłości, ale przeszłości klimatu. W ramach projektu Old Weather wolontariusze odczytywali zapisy o pogodzie i zasięgu lodu morskiego pochodzące z dzienników okrętowych amerykańskich statków badawczych, które w XIX i XX wieku badały Arktykę. Projekty citizen science jak najbardziej odgrywają więc istotną rolę w badaniach klimatycznych.

Jaka będzie przyszłość citizen science? 

Przyszłość citizen science rysuje się w pozytywnych barwach. Statystyki, które iNaturalist publikuje co roku, pokazują, że liczba obserwacji, zarejestrowanych użytkowników i publikacji opartych na tych danych rośnie z każdym rokiem. Mówi się, że po epoce chemii i fizyki, żyjemy teraz w epoce biologii, co wiąże się z zapotrzebowaniem na coraz dokładniejsze dane o rozmieszczeniu gatunków i ich przystosowaniach do zmieniającego się środowiska. Zatem rola nauki obywatelskiej, zwłaszcza w badaniach środowiska, będzie coraz większa.

Trudno  wyobrazić sobie prowadzenie wielu badań środowiskowych na tak dużą skalę bez wsparcia, które oferuje iNaturalist. Bez danych zbieranych przez wolontariuszy, przygotowanie modeli rozmieszczenia gatunków czy analiz wpływu zmiany klimatu na gatunki byłoby znacznie trudniejsze. Dodatkowo, dzięki zaangażowaniu wolontariuszy, możliwe jest prowadzenie tego typu badań w sposób tani. Wystarczy komputer z dostępem do Internetu oraz odpowiednia wiedza i umiejętności analityczne, aby skutecznie wykorzystać te dane do rozwiązywania problemów badawczych.

Dlaczego warto dołączyć do społeczności iNaturalist lub innego projektu nauki obywatelskiej?

Jednym ze sposobów radzenia sobie z niepokojem o stan środowiska jest działanie. Bycie naukowcem obywatelskim to aktywność, która dla wielu osób pozostaje w strefie komfortu, ponieważ w prosty i przyjemny sposób – poprzez obserwowanie przyrody – możemy przyczynić się do jej lepszego poznania. Nasze zdjęcia i nagrania mogą zostać wykorzystane w badaniach, które mają konkretny wpływ m.in. na działania z zakresu ochrony przyrody. Co więcej, obserwacje z naszej okolicy sprawią że opracowywane wyniki będą uwzględniać także naszą lokalną specyfikę, w myśl zasady „nic o nas bez nas”.

Zdanie, które mi przyświeca to: “Kiedy w przyszłości ktoś cię zapyta, co zrobiłaś/eś, by powstrzymać negatywne skutki zmian klimatycznych, możesz powiedzieć: starałam/em się pomóc zrozumieć ten problem, by wspólnie znaleźć na niego jak najlepsze rozwiązanie”. To też jest moją główną motywacją do angażowania się w citizen science.

Co roku iNaturalist publikuje zestawienia, które pokazują, przy ilu artykułach naukowych wykorzystano te dane. W każdym z nich pojawia się informacja dzięki jakim projektom powstały, a często także podziękowania dla wolontariuszy. Z roku na rok ich przybywa, a często są publikowane w renomowanych czasopismach, przekładając się następnie na kreowanie skuteczniejszej polityki klimatycznej.

Dr inż. Sonia Paź-Dyderska pracuje w Instytucie Dendrologii PAN. Zajmuje się ekologią funkcjonalną roślin, a także przewidywaniem wpływu zmiany klimatu na funkcjonowanie lasów. Interesuje się ochroną przyrody oraz tematyką citizen science. Ma na swoim koncie ponad 4,5 tysiąca obserwacji zgromadzonych na platformie iNaturalist.

The post Wybierasz się na spacer? Przy okazji pomóż w badaniach skutków zmiany klimatu! appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

Po ponownej wygranej w wyborach prezydenckich Donald Trump wprowadza politykę ostrych cięć etatów. Wśród wielu organów w USA, które zaczęły tracić pracowników, jest też Narodowej Agencji ds. Oceanów i Atmosfery, czyli NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration).

W dalszej części tekstu wyjaśniamy, jakie mogą być konsekwencje zwolnień w NOAA dla bezpieczeństwa mieszkańców USA i nauki na całym świecie. Zacznijmy jednak od wyjaśnienia, jaka jest ich skala.

Co piąty pracownik NOAA

NOAA jest amerykańską agencją rządową, która, prócz wielu zadań o charakterze operacyjnym (służby meteorologiczne, hydrologiczne i związane z ochroną wybrzeży) prowadzi badania w zakresie meteorologii, klimatologii oraz oceanografii. Wśród jej zadań znajdują się m.in. obserwacje atmosfery i oceanów (także satelitarne), prace geodezyjne i prognozowanie pogody, nie tylko na terenie Stanów Zjednoczonych, ale i na całym świecie. Prognozy te mają znaczenie dla międzynarodowego lotnictwa i żeglugi, są także ważne dla bezpieczeństwa wewnętrznego. Z badań i prognoz NOAA, których wyniki są udostępniane publicznie, korzysta też wiele firm prywatnych, uniwersytetów i służb. Każdy z nas na co dzień ma do czynienia z produktami NOAA – np. standardowe aplikacje pogodowe w telefonach komórkowych korzystają najczęściej z prognoz globalnych tej agencji.

– Można powiedzieć w uproszczeniu, że jest to odpowiednik naszego Instytutu Meteorologii i Gospodarki Wodnej, ale w dużo większej skali – wyjaśnia w rozmowie z portalem „Nauka o klimacie” dr Mateusz Taszarek z Zakładu Meteorologii i Klimatologii na Uniwersytecie im. Adama Mickiewicza w Poznaniu.

Jak informują amerykańskie media, zatrudniająca do niedawna ok. 13 tys. osób NOAA ma docelowo stracić ok. 20% miejsc pracy, a może nawet 30% i połowę budżetu. W zdecydowanej większości za redukcję będą odpowiadać zwolnienia, choć część osób odchodzi sama.

– Ponieważ, jak do tej pory, głównym kryterium administracji Trumpa było to, żeby redukcję etatów przeprowadzić jak najszybciej, zwolnienia dotknęły osoby na okresie próbnym. W przypadku federalnej służby cywilnej oznacza nie tylko pracowników o najkrótszym stażu, ale też osoby, które dostały niedawno awans, albo wcześniejszych wieloletnich kontraktorów – mówi Piotr Florek, ekspert „Nauki o Klimacie” i specjalista od modelowania klimatu.

Wśród już zwolnionych pracowników są osoby zatrudnione na stanowiskach związanych z bezpieczeństwem publicznym. To m.in. naukowcy wydający ostrzeżenia przed tsunami, meteorolodzy w lokalnych biurach prognoz i „łowcy huraganów”, którzy wlatują w nie w celu zbierania jak najdokładniejszych danych.

– Wiemy że pracę straciły osoby przeprowadzające pomiary, przygotowujące prognozy, rozwijające modele numeryczne pogody, badające huragany. Niektóre z nich zostały potem, po wyroku sądowym który uznał zwolnienia za nielegalne, zatrudnione ponownie, choć nie wiadomo na jak długo – zauważa Florek.

Zagrożone informacje o zagrożeniu

Do NOAA trafiają wszystkie dane zbierane m.in. przez satelity (w tym kilkanaście własnych), samoloty, balony meteorologiczne, radary i boje morskie. Prognostycy wykorzystują te informacje w modelach komputerowych. Po połączeniu ich z własnym doświadczeniem i lokalnym kontekstem przewidują, jakie warunki przyniesie najbliższych kilka godzin lub dni lub następna pora roku. Jeżeli jest taka potrzeba – wysyłane są oficjalne ostrzeżenia o niebezpiecznej pogodzie.

Tymczasem jak informuje amerykańska stacja NBC, z powodu problemów kadrowych NOAA wstrzymała już kilka usług. To m.in. część startów balonów meteorologicznych, które mają kluczowe znaczenie dla dokładnego prognozowania. Agencja zamknęła również kilka biur meteorologicznych.

– Działania administracji Trumpa już teraz przerwały niektóre programy obserwacyjne w Stanach Zjednoczonych, więc w konsekwencji Amerykanie będą mieli dostęp do gorszych prognoz i ostrzeżeń pogodowych – uważa Florek.

Według Taszarka to właśnie na prognozowaniu pogody redukcja zatrudnienia odbije się w największym stopniu.

– Prognozy i ostrzeżenia przed niszczycielskimi zjawiskami jak huragany oraz tornada są wydawane przez jednostki NOAA. Ostrzeżenia przed tornadami są bardzo lokalne, często pokrywają obszary o zaledwie  200-300 km² i wydawane są na bardzo krótki okres kilkudziesięciu minut. W dniu z dużą liczbą burz wymaga to od synoptyków ciągłego monitoringu danych radarowych, a przy mniejszej liczbie pracowników takie ostrzeżenia stają się mniej skuteczne – tłumaczy naukowiec.

Tom Di Liberto został zwolniony z NOAA na dwa tygodnie przed zakończeniem jego dwuletniego okresu próbnego. W Agencji pracował jako klimatolog i specjalista ds. relacji publicznych. W jego ocenie efektem zwolnień może być to, że narzędzia i programy używane do śledzenia ekstremalnych warunków pogodowych przestaną być rozwijane. Zwolnienia nazywa wprost „samookaleczeniem”, bo nie dość, że pogorszą bezpieczeństwo ludzi, to jeszcze nie doprowadzą do żadnych oszczędności.

– Ponieważ każdy dolar wydany na NOAA lub służbę meteorologiczną daje o wiele więcej pieniędzy z powrotem, bo zapewnia przygotowanie ludzi do radzenia sobie z katastrofami – mówi Di Liberto w rozmowie z publiczną telewizją PBS.

Wpływ na 1/3 budżetu

Magazyn „Time” wyliczył, że wynoszący 6,6 miliarda dolarów roczny budżet NOAA stanowi zaledwie 0,097% wydatków USA w poprzednim roku podatkowym. Tymczasem tylko w 2024 r. Stany Zjednoczone doświadczyły 27 katastrof pogodowych lub klimatycznych, z których każda przyniosła straty przekraczające 1 miliard dolarów.

Przewidywanie ekstremalnych zjawisk pogodowych, zapobieganie katastrofalnym stratom życia i mienia oraz lepsze zrozumienie trendów klimatycznych, które stanowią takie zagrożenie dla ludzkości, jest o wiele tańsze niż sprzątanie bałaganu – i opieka nad ofiarami – po wystąpieniu katastrofy

– komentuje „Time”. 

Ale wpływ NOAA jest znacznie szerszy. Na przykład jej dane wspierają handel morski poprzez dostarczanie aktualnych prognoz pogody dla statków towarowych i innych jednostek pływających. Podobnie wygląda to w powietrzu, gdzie linie lotnicze i federalni urzędnicy lotnictwa polegają na prognozach Agencji, aby bezpiecznie prowadzić samoloty po niebie.

Jednostki podporządkowane NOAA zajmują się też rybołówstwem, pomagają chronić zagrożone życie morskie, monitorują zdrowie oceanów i badają długoterminowe skutki zmiany klimatu. Dostarczane przez Agencję dane są niezbędne do zarządzania zbiornikami wodnymi w celu zapewnienia wystarczającej ilości wody pitnej i uniknięcia powodzi. Korzystają z nich także rolnicy, którzy wykorzystują pozyskiwane informacje w nowoczesnych ciągnikach i sprzęcie do tzw. rolnictwa precyzyjnego.  Amerykańskie Towarzystwo Meteorologiczne w swoim oświadczeniu ocenia że wartość dodana działań NOAA przekracza dziesięciokrotnie nakłady na tę agencję z budżetu państwa. 

Sama Agencja stwierdza, że jej działania wpływają na ponad jedną trzecią amerykańskiego produktu krajowego brutto.

Zaangażowani naukowcy NOAA wykorzystują najnowocześniejsze badania i zaawansowane technologicznie oprzyrządowanie, aby zapewnić obywatelom, planistom, menedżerom ds. sytuacji kryzysowych i innym decydentom wiarygodne informacje, których potrzebują i kiedy ich potrzebują

– pisze NOAA z dumą na swej stronie.

Konsekwencje dla świata

Cięcia w NOAA nie odbiją się jednak tylko na sytuacji w USA.

– W dłuższej perspektywie ucierpią, czasami nieodwracalnie, badania z zakresu nauk o Ziemi – uważa Florek. – I to badania nie tylko w USA, ale i globalnie, bo naukowcy i służby meteorologiczne z innych krajów też korzystają z danych oraz narzędzi opracowanych i udostępnianych przez NOAA – zaznacza ekspert „Nauki o Klimacie”.

Jedną z osób współpracujących w przeszłości z NOAA był dr Taszarek. Naukowiec przez ponad cztery lata mógł prowadzić badania we współpracy z National Severe Storms Laboratory (NSSL). To jednostka Agencji specjalizująca się w konwekcyjnych zjawiskach ekstremalnych, czyli burzach oraz związanych z nimi tornadami, gradem czy też silnymi porywami wiatru.

– NSSL jest bez dwóch zdań najlepszą tego typu jednostką na świecie, która wprowadziła szereg innowacji do prognozowania oraz monitoringu niebezpiecznych burz – twierdzi Taszarek, dla którego doświadczenia wywiezione z USA były niezwykle cenne.

– Poznałem jak funkcjonuje ta jednostka, jej pracowników, oraz dlaczego to, czym się zajmują, jest tak niesłychanie istotne. Widziałem na własne oczy zniszczenia związane z tornadami i to, jak technologia prognozowania i ostrzegania, którą rozwinęli w NSSL, ratuje każdego roku ludzkie życia – wspomina naukowiec (przeczytaj wywiad z dr. Taszarkiem).

Sprywatyzowane dobro publiczne?

W USA nie brakuje komentarzy sugerujących, że celem rozmontowania NOAA jest sprywatyzowanie części usług. Konsekwencje tego mogą być jednak bolesne.

„Jednej firmie trudno byłoby dostarczać kompleksowe dane pogodowe w sposób wiarygodny i dostępny dla całego społeczeństwa” – uważają Kari Bowen i Christine Wiedinmyer, badaczki z University of Colorado Boulder.

Jak tłumaczą, niektóre firmy mogą być w stanie wystrzelić własnego satelitę, ale jeden satelita daje tylko część obrazu. Tymczasem sieć NOAA istnieje od dawna i zbiera dane z punktów w całych Stanach Zjednoczonych i oceanach.

Do tego rodzi się pytanie, czy prywatna firma weźmie na siebie ryzyko prawne związane z odpowiedzialnością za prognozy pogody i ostrzeżenia przed niebezpiecznymi zjawiskami pogodowymi. To ważne, bo agencję rządową można pociągnąć do odpowiedzialności w sposób, w jaki nie są pociągane przedsiębiorstwa. „Tak więc dane są wiarygodne, dostępne i opracowane w celu ochrony bezpieczeństwa publicznego i mienia dla wszystkich. Czy można powiedzieć to samo, gdyby tylko firmy nastawione na zysk produkowały te dane?” – pytają Bowen i Wiedinmyer na łamach The Conversation.

Podobną obawę mają też co do utrzymania bezpłatnego dostępu do informacji kluczowych ze względu na bezpieczeństwo obywateli. „Gdyby dane pogodowe były dostępne tylko za opłatą, jedno miasto mogłoby sobie pozwolić na informacje pogodowe niezbędne do ochrony swoich mieszkańców, podczas gdy mniejsze miasto lub obszar wiejski w całym stanie już nie. W obszarze podatnym na tornada lub w strefie przybrzeżnej te informacje mogą być różnicą między życiem a śmiercią” – zauważają badaczki.

The post Donald Trump rozmontowuje kluczową agencję w USA. Konsekwencje odczuje cały świat appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.

W dzisiejszych czasach żeby dowiedzieć się, jaka jest temperatura, wystarczy spojrzeć na termometr. Ale jak dowiedzieć się, jaka temperatura panowała setki, a nawet tysiące lat temu?

Jednym ze sposobów umożliwiających poznanie tak odległej przeszłości jest analiza rdzeni osadów jeziornych. I właśnie w ten sposób postąpili naukowcy, którzy zbadali mające za sobą niemal 11 tys. lat historii Jezioro Żabińskie. Co ustalili?

Jezioro ciepłe jak nigdy

– W naszej rekonstrukcji doskonale widać współczesne ocieplenie klimatu. Osiągnęło ono wartości niespotykane wcześniej w holocenie. Co być może jeszcze ważniejsze, tempo wzrostu w ostatnich 90 latach jest bezprecedensowe. Zgodnie z naszą rekonstrukcją osiągnęło ono średnio 0,28°C na dekadę – mówi prof. Wojciech Tylmann, jeden z autorów badania opublikowanego na łamach Geophysical Research Letters (Zander i in., 2024).

Prof. Tylmann w rozmowie z „Nauką o klimacie” wyjaśnia, że to kolejny z dowodów na dominujący wpływ człowieka na kształtowanie współczesnego klimatu Ziemi. – Nie ma wątpliwości, że emisje gazów cieplarnianych przyczyniają się do wzrostów temperatury. Nauka nie dysponuje dziś innym wytłumaczeniem, które by to wyjaśniało – podkreśla ekspert z Wydziału Oceanografii i Geografii Uniwersytetu Gdańskiego.

Głównym powodem przeprowadzenia badania było jednak co innego.

Im cieplej, tym większa zmienność

Prognozy klimatyczne wskazują nie tylko to, że z powodu emisji gazów cieplarnianych Ziemia będzie stawać się coraz cieplejsza. Sugerują też, że im cieplejsza będzie planeta, tym większa będzie zmienność temperatury (w skali wieloletniej).

Badacze, którzy przyjrzeli się historii Jeziora Żabińskiego, chcieli więc sprawdzić, czy w przeszłości taka zależność faktycznie występowała. I okazało się, że tak.

– Z naszej rekonstrukcji wynika, że podczas holoceńskiego maksimum termicznego (ok. 9-5 tys. lat temu) zmienność temperatur była rzeczywiście większa niż w chłodniejszych okresach holocenu. Można więc zakładać, że w przyszłości podczas wywołanego przez człowieka i postępującego ocieplenia będzie podobnie – tłumaczy prof. Tylmann.

Historia jeziora, historia klimatu

W bazie danych dotyczących zmian temperatury w ciągu ostatnich 12 tys. lat jest ponad 1,3 tys. różnego rodzaju rekonstrukcji historycznych warunków klimatycznych. Wiele z nich dokonywanych jest na podstawie analiz osadów. Większość operuje jednak danymi z rozdzielczością czasową do 50 czy 100 lat. Ledwie kilkadziesiąt rekonstrukcji posiada rozdzielczość 20 lat lub mniej.

W przypadku Jeziora Żabińskiego dokonana analiza jest jeszcze dokładniejsza, bo każda analizowana próbka osadu reprezentowała okres trzech lat. Badaczom zależało bowiem, by ocenić, czy uda się wykazać różnice w dekadowej zmienności temperatury.

Wyniki pokazują nie tylko to, że dziś jezioro jest najcieplejsze i ogrzewa się najszybciej w swej historii. Widać w nich również tak znaczące wydarzenia klimatyczne, jak mała epoka lodowcowa czy średniowieczna anomalia klimatyczna.

– Nasza rekonstrukcja jest jedną z nielicznych na świecie, która operuje tak wysoką rozdzielczością czasową. Dzięki temu mogliśmy spojrzeć na to, czego nie widać w innych rekonstrukcjach – podkreśla prof. Tylmann.

Ale jak w ogóle przeprowadza się takie rekonstrukcje?

20 metrów osadów

W większości przypadków osady na dnie jeziora podlegają mniejszym lub większym zaburzeniom, przez co tworzące je przez kolejne lata warstwy zanikają. Czasami zachowują się one jednak w nienaruszonym stanie. Tak właśnie jest w przypadku znajdującego się na Mazurach jeziora, w którym dokładnie widać warstwy rocznych przyrostów osadu – i to podzielone na pory roku.

– Wiosną i latem odkłada się warstwa jasna, czyli bogata w węglan wapnia, a jesienią i zimą warstwa ciemna, w której dominują pozostałości organizmów żyjących w wodzie i inne szczątki organiczne. Takie dwie warstwy to tzw. warwa, czyli osad odłożony w ciągu jednego roku kalendarzowego. Zasada określania wieku osadu poprzez liczenie warw [warwochronologia] jest więc podobna, jak przy liczeniu wieku drzewa za pomocą słoi przyrostowych – wyjaśnia prof. Tylmann.

W przypadku Jeziora Żabińskiego naukowcy za pomocą specjalistycznego sprzętu wiertniczego wbili w dno jeziora odpowiednie próbniki. W ten sposób pobrali rdzenie z osadem sięgające niemal 20 m długości (w taki sam sposób bada się np. przeszłość lodowców). Analizy próbek dokonali za pomocą metody skanowania XRF, która nie niszczy osadów i pozwala na osiągnięcie bardzo dużej rozdzielczości pomiarów. Dzięki temu w każdym centymetrze rdzenia można było dokonać aż 50 pomiarów zawartości pierwiastków.

Wapń prawdę Ci powie

Wskaźnikiem, który naukowców interesował najbardziej, był węglan wapnia. – Wzrost temperatury wpływa na zwiększenie wydajności wytrącenia węglanu wapnia, przez co więcej opada go na dno. Zatem warstwy osadu i wyższej zawartości węglanu wapnia mogą reprezentować okresy cieplejsze, a te, w których jest go mniej – okresy chłodniejsze – tłumaczy prof. Tylmann.

Badacze wybrali ten wskaźnik na podstawie wniosków z wcześniejszych badań, które w przypadku Jeziora Żabińskiego przeprowadzone są od kilkunastu lat. Pokazały one, że istnieje statystyczna zależność pomiędzy zawartością węglanu wapnia w osadach a warunkami meteorologicznymi. Gdy to samo potwierdziła analiza danych za okres ostatnich 60 lat, naukowcy wiedzieli już, że zawartość węglanu wapnia jest kluczowa, by zrozumieć historię Jeziora Żabińskiego.

The post Zbadali 11 tys. lat historii polskiego jeziora. Wniosek: temperatury nigdy nie rosły tak szybko appeared first on Nauka o klimacie | naukaoklimacie.pl.