Nauka dla klimatu. Cztery żywioły - WODA. Podcast naukowy ADAMED SmartUP

Podcast naukowy ADAMED SmartUP

Podcast naukowy ADAMED SmartUP

Woda – 60% naszego ciała. Nasze serce składa się w 73% z wody, a płuca to ponad 80%. Nawet kości są wodniste, 30% naszych kości to woda. I co najważniejsze, mózg to także w ponad 70% woda.

-„Susza, kolejny rok polska ziemia wysycha…”

-„ Mokradła wysychają…”

- „Polska, ma od mniej więcej 10 lat, permanentną suszę letnią…”

Według wielu międzynarodowych agencji, nawet 40% ludzi na świecie, nie ma odpowiedniego dostępu do wody albo z powodu suszy, albo z powodu zanieczyszczeń. Dlatego dzisiaj porozmawiamy z osobami, które walczą o wodę, ale walczą tak jak my w ADAMED SmartUP lubimy najbardziej. Ich bronią jest nauka.

Rozmawiam z dr hab. Mikołajem Piniewskim – laureatem programu Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, pracującym w Katedrze Hydrologii, Meteorologii i Gospodarki Wodnej Szkoły Głównej Gospodarstwa Wiejskiego. Specjalizuje się Pan w badaniu wpływu zmian klimatu na zasoby wodne. Specjalizuje się Pan w badaniu wpływu zmian klimatu na zasoby wodne.

W jaki sposób Pana praca pomaga poradzić sobie z tym wyzwaniem?

Dr hab. Mikołaj Piniewski: Dominującym wątkiem mojej pracy badawczej jest modelowanie zjawisk hydrologicznych. I tu musimy sobie wyjaśnić parę tych prostych terminów. Czym jest modelowanie? Modelowanie matematyczne jest wykorzystaniem aparatu matematycznego, a zatem przede wszystkim równań do opisu działania jakiegoś systemu. W hydrologii takim systemem jest na ogół zlewnia rzeczna i mówimy wówczas o opisie matematycznym wszystkich procesów które zachodzą w tej zlewni czyli opadu, parowania, odpływu, skupiając się na tych najważniejszych. System może być też zawężony do jakiegoś odcinka rzeki, wówczas opisujemy transport wody na tym odcinku, wówczas niewiadomymi mogą być stan wody w korycie czy też natężenie przepływu, a parametrami takiego modelu szorstkość dna czy spadek rzeki. To taki przykład. Współcześnie, ale tak naprawdę już od dziesiątek lat takie modele zapisuje się w postaci kodu komputerowego. W tym momencie stają się one programami, a praca modelarza, czyli takiej osoby jak ja, polega między innymi na przetwarzaniu danych wyjściowych, na definiowaniu parametrów modelu, uruchamianiu symulacji wizualizacji wyników i ich analizie. Przechodząc do odpowiedzi na pytanie, jak powiedział znany brytyjski statystyk - George Box: „wszystkie modele są błędne, ale część z nich jest użyteczna”. Do czego zatem użyteczne są nam modele hydrologiczne? A no do tego, aby móc ocenić ilościowo jak pod wpływem zmieniającego się klimatu, zmieni się nasz stan zasobów wodnych. Zarówno ich ilość jak i jakość. W tym celu z pomocą przychodzi nam zupełnie inny rodzaj modeli: modele klimatyczne, zwane też modelami ogólnej cyrkulacji, których zadaniem jest coś w rodzaju, nazwałbym to „mission impossible”, czyli prognoza jak będzie wyglądał klimat za 20, 50 i 100 lat. Nie chodzi tutaj o krótką informację, że będzie cieplej i bardziej sucho, tylko o konkretne dane - szeregi czasowe przyszłych temperatur, opadów i innych zmiennych meteorologicznych. Takie dane pochodzące z tych modeli klimatycznych my, hydrolodzy, wykorzystujemy jako dane wsadowe w naszych narzędziach, modelach hydrologicznych właśnie po to, aby ocenić jak pod wpływem zmian klimatu może zmienić się np. wielkość obszaru zalewowego, intensywność suszy czy też stężenie azotu w rzece. Dodatkowo potrafimy też symulować efektywność pewnych działań adaptacyjnych, którym możemy w gospodarce wodnej zastosować i zbadać i jak może być ryzyko niektórych tych zjawisk zredukowane.

Dziękuję a proszę powiedzieć dlaczego w ogóle zajmuje się Pan tą dziedziną nauki?

Dr hab. Mikołaj Piniewski: Odpowiedź na to pytanie sprawia mi dużą przyjemność, bo muszę się cofnąć w czasie o ponad 20 lat, do czasów późnej podstawówki oraz liceum w rodzinnym Inowrocławiu i w tamtym czasie stało się dla mnie jasne, że moimi dwoma ulubionymi, szkolnymi przedmiotami są: matematyka oraz geografia, zwłaszcza geografia fizyczna. Z sukcesem startowałem w olimpiadzie matematycznej co dało mi indeks na studia i wybrałem Kolegium Międzywydziałowych Indywidualnych Studiów Matematyczno-Przyrodniczych na Uniwersytecie Warszawskim. To był świetny wybór. Tam jako wiodące kierunki wybrałem właśnie matematykę i geografię. Szukając swojej niszy, bo tym się zająłem na początku, bardzo szybko zorientowałem się, że najlepszym wyborem dla mnie będzie hydrologia, w której metody matematyczne mają największe wzięcie, tak mówiąc kolokwialnie, spośród różnych dziedzin geografii. Choć dyplom magistra zdobyłem na matematyce ciągnęło mnie mocno w kierunku, bardziej takich praktycznych niż abstrakcyjnych, teoretycznych zagadnień. Dlatego studia doktoranckie podjąłem w Szkole Głównej Gospodarstwa Wiejskiego w Warszawie pod okiem prof. Okruszki. Od tamtej chwili a było to równo 13 lat temu, zajmuję się zawodowo hydrologią i modelowaniem hydrologicznym, i sprawia mi to ogromną przyjemność.

- Myślę, że to bardzo inspirująca dla naszych młodych słuchaczy historia. Nie każdy może zostać ratującym świat naukowcem, ale co możemy robić, aby stanąć naprzeciw takim wyzwaniom w naszym codziennym życiu?

Dr hab. Mikołaj Piniewski: Moim zdaniem ogromne znaczenie ma edukacja i świadomość społeczna, świadomość obywatelska. Dlatego z takim uznaniem patrzę na inicjatywę młodzieżowych strajków klimatycznych, chociażby. Oprócz strajków klimatycznych drugim wartym uwagi pomysłem jest wolontariat w organizacjach pozarządowych zajmujących się klimatem, środowiskiem i wodą, i takich organizacji jest obecnie bez liku. Na pytanie co jeszcze możemy zrobić, bardziej konkretnie i praktycznie eksperci często odpowiadają na przykład: zakręcajmy wodę w kranie, przy myciu zębów, żeby ją trochę zaoszczędzić. Ja sądzę, że my wszyscy już tę wodę zakręcamy i mówienie o tym niewiele poprawi. Warto przywołać natomiast w tym kontekście pojęcie tzw. śladu wodnego, czyli sumy wody zużytej przez nas bezpośrednio, czyli np. w trakcie mycia zębów czy prania, ale też pośrednio. Produkcja każdej rzeczy której używamy czy konsumujemy wymaga użycia tak zwanej wody wirtualnej, czyli użytej w procesie produkcji. Warto mieć świadomość, że jednokrotnie zastępując jedzenie hamburgera przez burgera wegetariańskiego redukujemy swój ślad wodny w mniej więcej podobny sposób jak zakręcając kurek w kranie przy myciu zębów, każdego dnia przez kilka lat.

- Wygląda na to, że jest wiele drobnych czynności ,którymi możemy przyczynić się do łagodzenia skutków zmian klimatu. Co jednak jeżeli wody zabraknie?

W oryginalnym filmie „Gwiezdne wojny” z 1977 roku, główny bohater desperacko chciał opuścić planetę Tatooine, gdzie jego rodzina handlowała wilgocią z atmosfery, za pomocą urządzeń zwanych parownikami. W gorącym i suchym, pustynnym krajobrazie planety, hodowla wilgoci była ważnym działaniem na rzecz przetrwania. Dr hab. inż. Urszula Stachewicz z Wydziału Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie – laureatka Nagród Naukowych POLITYKI 2016 i stypendystka Uniwersytetu Cambridge. Inspiruje się rozwiązaniami konstrukcyjnymi występującymi w przyrodzie np. w liściach czy pajęczych sieciach i pracuje także nad poprawą efektywności kolektorów pozyskujących wodę z mgły. Pani Doktor, jak to działa?

Dr hab. Inż. Urszula Stachewicz: Zajmujemy się właśnie takimi procesami, w których możemy pozyskać tutaj rzeczywiści wodę z mgły, albo także z innych procesów to jest także deszczowa woda, albo może być to z tzw. procesów kondensacji, czyli skraplania, wynikającego tutaj z różnicy temperatur. Więc próbujemy zbierać właśnie te kropelki, życiodajne kropelki wody, na powierzchni włókien polimerowych czy też nanowłókien. Cz...