Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Country Scientist - Znanost o snijegu

Ovisno o okolnostima, krajolik prekriven snijegom može biti zimska zemlja čuda, velika smetnja ili katastrofa u nastajanju. Postoji još jedan način da pogledate i bijele stvari, jer snijeg može biti važan resurs za znanost.

I znanstvenici i fotografi dugo su proučavali i fotografirali zapanjujuću ljepotu pojedinih pahulja. Ovdje ćemo se usredotočiti na snijeg koji je dosegao tlo. Istražit ćemo neke njegove značajke i učinke na okoliš, osim vlage koju pruža.

Sapling crnogorice poput ovog blizu Cloudcrofta, N.M., tvore toplinske otoke koji rastapaju okolni snijeg, pogotovo kada sunčeva svjetlost zagrijava njihove igle.

Snijeg kao indikator toplinskog otoka

Temperatura mjerena mnogim sve manjim brojem stanica za praćenje klime diljem svijeta je pristrana u toplom smjeru zbog nepravilnog odabira mjesta ili promjena na mjestima koja su ispravno locirana kada su prvi put instalirana.

Godine 2007. meteorolog Anthony Watts postao je zabrinut zbog ovog problema i započeo projekt istraživanja svih stanica za praćenje klime u američkoj povijesnoj klimatološkoj mreži (USHCN). Wattsov projekt do sada je pružio fotografije i detaljne opise 1,003 od 1221 USHCN postaja koje je ispitao Watts i njegov volonterski tim građana znanstvenika.

Najalarmantniji nalaz ove studije je da su mnoge stanice postavljene preblizu „toplinskim otocima“, kao što su zgrade, pločnici, pločnici, prilazni putevi, pa čak i vrući ispušni plinovi iz klima uređaja. Samo 10 posto ispitanih postaja susreće se s Nacionalnom upravom za oceane i atmosferu (NOAA) s dvije najviše ocjene za klimatske postaje. Sve pojedinosti o Wattsovom projektu nalaze se na surfacestations.org.

Watts i drugi su koristili skupe infracrvene gledatelje kako bi vidjeli kako su meteorološke stanice pod utjecajem obližnjih toplinskih otoka. Snijeg također može ukazivati ​​na pristranost zagrijavanja, a može se lako snimiti običnim fotoaparatom.

Vjerojatno postoji problem ako se snijeg brže topi u blizini temperaturne postaje nego u obližnjem otvorenom području. Sam uređaj za očitavanje temperature i njegova montažna oprema mogu pružiti lagano toplo prednaprezanje. No, najznačajnije zagrijavanje često uzrokuju obližnje ceste, parkirališta i zgrade.

Snijeg je također idealan alat za fotografiranje i proučavanje prirodnih toplinskih otoka. Na primjer, stijene koje izlaze kroz snijeg brzo će se zagrijati kada budu izložene suncu i topi se u blizini snijega. Panjevi i živa vegetacija također će se zagrijati i uzrokovati topljenje. To daje zanimljive dokaze o preživljavanju kukaca i mikroorganizama tijekom zime.

Možete napraviti različite eksperimente koji pokazuju kako toplinski otoci utječu na snijeg. Najjednostavnije je postaviti razne predmete na snijegu u otvorenom prostoru s mnogo sunčeve svjetlosti. Listovi crno-bijelog građevinskog papira će raditi ako nema vjetra. Fotografirajte objekte i okolni snijeg prije i poslije sunca.

Snijeg kao sakupljač čestica

Tijekom proljeća 2004. godine, požari u jugoistočnoj Aziji poslali su plavim perima preko Tihog oceana u Sjedinjene Države. Kada je NAAPS-ova prognoza za aerosol mornaričkog istraživačkog laboratorija (www.nrlmry.navy.mil/aerosol) pokazala da će dim stići u Novi Meksiko, krenuo sam zapadno od Teksasa u svom starom kamionu u pokušaju da izmjerim dim i uhvatim nešto od njega za studij. Usput, kućni uzorak zraka postavljen na kamion, ispuhao je zrak prikupljen lijevkom preko ljepljive strane komada ljepljive trake. (Dostavit ću pojedinosti u budućem stupcu.)

Uzorak za zrak dokazao je svoju vrijednost prikupljanjem mineralnih zrnaca, spora gljivica, peluda i drugih tvari tijekom vožnje uz autoceste Zapadnog Teksasa i Novog Meksika. Ali nije uspjela prikupiti nijednu mikroskopsku česticu čađe od ugljena koja stvara dim. Azijski dim ostao je visok iznad glave i nitko ga nije pao na površinu dok sam ja uzorkovala. Dim je pokrivao veći dio Novog Meksika, ali kad sam stigao u Las Cruces 25. ožujka, bio je previsok da bih bio zarobljen.

Pronalaženje čestica dima koje su možda pale iz oblaka dima prije nego što sam stigao u Novi Meksiko zahtijevalo bi vrlo različitu vrstu kolektora, pa sam krenuo prema Cloudcroftu u obližnjim planinama Sacramento. Prognoza NAAPS-a pokazala je da su čestice dima padale na tlo preko tog područja 16. i 17. ožujka.

U planinama su ostale velike mrlje od snijega, a obložene su iznenađujućom količinom prašine. Snijeg pod prljavim slojem bio je mnogo čišći. Model NAAPS-a pokazao je da je velika oluja prašine preplavila planinu 5. ožujka.

Zapravo, snijeg je služio kao divovski uzorkivač zraka koji je uhvatio i pohranio sve što je padalo s neba. Dok su čestice dima bile glavni cilj, prašina je osiguravala bonus. Došlo je vrijeme da se na staklenu staklenku stavi kap otopljenog snijega i pregleda kroz mikroskop.

Jedna kap mulja snijega iz prljavog sloja sadržavala je stotine gljivičnih spora i tisuće sitnih zrnaca gipsa. Prisutne su bile i biljne tvari, prozirni narančasti kristali i nešto što je izgledalo kao nekoliko listića vulkanskog stakla.

Deseci uzoraka su pregledani, a mnogi su uključivali tamne crne čestice čađe koje su se raspršile među sićušnim zrncima gipsane prašine i pijeska. Čađa je vjerojatno dolazila iz dima iz jugoistočne Azije koji su prošli tjedan u cijeloj regiji.

Očito pitanje o gljivičnim sporama, jesu li stigli s prašinom ili dimom? Ili su možda puhali s obližnjih zimzelenih stabala?

Ne može se isključiti hipoteza o dimu. Kad je moja kći Sarah bila u srednjoj školi, otkrila je mnoge spore i bakterije u dimu biomase koji je stigao u Teksas s poluotoka Yucatan. Utvrdila je to izvan razumne sumnje tako što je uhvatila spore koji su dolazili s dima s Yucatana pomoću domaćeg uzorkivača zraka koji je letio iz zmaja na rubu Meksičkog zaljeva.

Ovo otkriće je postalo "brzi" rad u Atmospheric Environment, vodećem znanstvenom časopisu (vidi makezine.com/go/smokespores).

Iako se spore vjerojatno mogu prenijeti preko Pacifika, vjerojatnije je da su oni u mojim uzorcima snijega došli iz mnogo bližeg izvora, kao što su obližnja stabla. U svakom slučaju, bilo je iznenađenje pronaći toliko gljivičnih spora u snijegu na planini. Spore su uključivale gene Alternaria, Nigrospora, Curvularia, Cladosporium, Penicillium (ili eventualno Aspergillus), a što podsjeća na ascospore Splanchnonema i Leptosphaeria.

Nisam bio u stanju identificirati najčešću sporu u talini snijega, jer nije prikazana u uzorku E. E. Granta Smitha i identificiranju alergenih polenova i plijesni (Blewstone Press, 2000) ili knjige i CD-a Petog kraljevstva Brycea Kendricka (Mycologue Publications, 2000). ,

Idemo dalje

Ako živite u snježnoj zemlji, što je u vašem snijegu? Da li očigledno netaknuti snijeg sadrži spore gljivica i protozoe? Je li onečišćen česticama čađe? Ako su ti i drugi zagađivači prisutni, možete li upotrijebiti satelitske snimke kako biste pratili oluju koja je ispustila snijeg i na taj način otkrili gdje su onečišćivači nastala?

Kako biljke zakopane pod snijegom iskorištavaju toplinske otoke stijene i panjeve?

Koji su najjednostavniji i najučinkovitiji načini za otapanje snijega na otvorenom? Pepeo? Pijesak? Reflektori sunčevog svjetla? Crna plastična folija za višekratnu upotrebu?

Pronalaženje odgovora na ova i druga pitanja o snijegu može dovesti do različitih intrigantnih znanstvenih projekata za one koji borave u zemlji koja posjećuje zemlju ili je posjećuje.

Udio

Ostavite Komentar