Jak sztuczne lodowce nawilżają Himalaje

Oct 26 2019
Lodowe stupy to sztuczne lodowce, które przechowują zamarzniętą wodę, która służy do nawadniania upraw w najbardziej suchych miejscach w roku na wysokiej pustyni w Himalajach.
Lodowe stupy, takie jak ta stworzona przez inżyniera Sonama Wangchuka w Ladakhu w Indiach, dostarczają wodę do upraw, gdy topnieją wiosną. Rolex / Sonam Wangchuk

Dyskusje na temat zmian klimatycznych zwykle koncentrują się na nisko położonych obszarach, takich jak miasta nadmorskie. Jednak ludzie mieszkający na wyższych wysokościach również odczuwają jego negatywne skutki - w tym niedobory świeżej wody. Aby pomóc tym ludziom przetrwać, wynalazca Ladakhi o imieniu Sonam Wangchuk stworzył linię sztucznych lodowców. Nazywane „lodowymi stupami” przechowują zamarzniętą wodę, dzięki czemu można jej używać do nawadniania upraw w najbardziej suchych miejscach w roku.

Martw się o wodę

Lodowcowa woda roztopowa jest koniecznością dla większości wiosek w Ladakhu . Region północnych Indii Ladakh znajduje się na Płaskowyżu Tybetańskim między Karakorum a pasmami górskimi Himalajów.

Ten wzniesiony teren słynie na całym świecie z dostaw lodu. Rzeczywiście, Płaskowyż Tybetański i otaczające go góry zawierają więcej lodu niż jakikolwiek inny niepolarny obszar na Ziemi. Większość z nich jest przechowywana w lodowcach, które pomagają zasilać ważne azjatyckie drogi wodne, takie jak rzeki Jangcy, Mekong i Indus.

Niestety te lodowce cofają się z powodu zmian klimatycznych. W latach 2003-2014 te położone w pobliżu źródła rzeki Brahmaputra straciły 6,9 miliarda mil sześciennych (28,8 miliarda kilometrów sześciennych) lodu.

W przypadku lodowców spodziewane jest pewne sezonowe topnienie. Zwykle jednak zimowe opady śniegu pozwalają lodowcom zastąpić stopiony lód, który tracą wiosną. Jednak na płaskowyżu lodowce nie mają już wystarczających rocznych opadów śniegu, aby zrekompensować utratę wody. I tak wiele z nich zmniejszyło się.

Desert Hydration

Jako „ zimna pustynia ”, obszar Ladakhu charakteryzuje się bardzo niewielkimi opadami deszczu, średnio od 2 do 3 cali (50 do 70 milimetrów) rocznie. Jednak w miesiącach letnich od czerwca do sierpnia opady atmosferyczne są niewielkie. Wtedy też do strumieni, od których zależy Ladakh, wpływa duża ilość stopionej wody z sąsiednich lodowców górskich .

Stały przepływ wody wypełnia strumienie również zimą . Jednak ze względu na zamarzniętą ziemię i niskie temperatury powietrza rolnicy nie mogą uprawiać roślin w najzimniejszych miesiącach roku. Według Wangczuka w rezultacie zimowa woda jest niedostatecznie wykorzystywana.

Laureat Sonam Wangchuk używa naturalnych materiałów, takich jak krzewy, do rozpoczęcia formowania się lodu.

Zapotrzebowanie na wodę roztopową rośnie wykładniczo w kwietniu i maju, kiedy to niezbędne do wysiewu i nawodnienia uprawy pszenicy, gryki i jęczmienia są niezbędne do życia. Ale wiosną, zanim woda lodowcowa wejdzie w życie, strumienie często wysychają .

Zmiany klimatyczne pogorszyły problem. Badanie z 2017 roku wykazało, że w ciągu ostatnich sześciu dekad zniknęło około 20 procent stałych rezerw lodowych w rodzinnym stanie Ladakhu. To przekłada się na mniej roztopów dla mieszkańców.

Wieże lodu

Mając nadzieję na rozwiązanie problemów związanych z wodą Nadakha, inżynier budownictwa lądowego Chewang Norphel opracował w latach 80. innowacyjny system zbiorników. Używając tam i kanałów, Norphel skierował duże ilości wody lodowcowej do sztucznych jezior po zacienionych stokach gór, gdzie zamarzła w bloki. Na wiosnę lód topił się i kanałem zrzucał w dół do farm i wiosek. Ale ten lód topił się zbyt szybko , więc woda zwykle kończyła się, zanim nadeszły letnie deszcze.

W 2013 roku Wangchuk wywnioskował, że lód w tamach Norphela topił się tak szybko, ponieważ zbyt duża jego część była wystawiona na bezpośrednie działanie promieni słonecznych. Gdyby Łangczuk zdołał w jakiś sposób zamrozić lód w stożkową wieżę - z wąskim końcem skierowanym ku niebu - odsłoniętoby znacznie mniej powierzchni.

Aby zrobić swoje zamarznięte stalagmity, Wangchuk opracował system irygacyjny, który jest genialny w swojej prostocie. Głównym elementem jest długi rurociąg. Większość z nich jest zakopana głęboko pod ziemią, a jednym końcem wpada do lodowcowego strumienia lub naturalnie występującego zbiornika wysoko w górach. Przez rurkę woda płynie w kierunku zaludnionych obszarów na niższych wysokościach.

Do utrzymania przepływu ciekłej H2O nie są potrzebne żadne ruchome części ani urządzenia elektryczne; grawitacja załatwia sprawę. Wypycha również wodę w ostatni etap swojej podróży. W dół rurociąg łączy się pod ostrym kątem z inną, węższą rurą wyrastającą z ziemi, stojącą pionowo jak słup telefoniczny.

Jak to się mówi, woda szuka własnego poziomu . Grawitacja w naturalny sposób wypycha ciecz prosto w górę, aż wypłynie z tryskacza na uniesionej końcówce rury. Wysoko w powietrzu rozpylony strumień napotyka temperaturę atmosferyczną wynoszącą -4 stopnie Fahrenheita (-20 stopni Celsjusza) lub niższą. Przed lądowaniem zamarza, tworząc duży stożek lodu wokół pionowej rury.

Charakterystyczny kształt stożka przypomina stupę , tradycyjne buddyjskie pomniki modlitewne, które zdobią Ladakhu od tysięcy lat. Dlatego Łangczuk i jego współpracownicy zaczęli nazywać nowe struktury podobne do lodowców „lodowymi stupami”.

Tradycyjna kamienna stupa w dolinie Phyang w Ladakh w Indiach.

Globalizacja

Lodowe stupy Ladakha topnieją późną wiosną - dokładnie wtedy, gdy zapotrzebowanie na płynną H2O jest największe. Prototypowa stupa wzniesiona zimą 2013 roku zawierała 39 625 galonów USA (150 000 litrów) zamarzniętej wody i przetrwała do 18 maja 2014 roku.

Od tego czasu zbudowano wiele innych. Jedna stupa zbudowana w pobliżu wioski Phyang podlała 5000 nowo posadzonych drzew . Stojący na wysokości 60 stóp (18 metrów), zawierał zapierające dech w piersiach 528344 galonów amerykańskich (2 miliony litrów) zamarzniętej wody. Inne mogą pewnego dnia przekroczyć 100 stóp (około 30 metrów ) wysokości i zawierać 2641,720 galonów amerykańskich (10 milionów litrów) wody.

Poza Indiami stupy rozprzestrzeniły się na kraje takie jak Szwajcaria. W 2016 roku lodowaty pomysł Wangczuka przyniósł mu upragnioną nagrodę Rolex dla przedsiębiorstw .

Pamiętaj, lodowe stupy nie są pozbawione krytyków. Łangczuk i spółki tytuł prawny do przekierowywania lodowatego meltwater została zakwestionowana przez grupę mieszkańców Ladakhi. Co więcej, chociaż stupy mają pomóc w utrzymaniu ludzkiego życia, nie odwrócą niepokojących trendów klimatycznych na Wyżynie Tybetańskiej.

Ale jeśli Homo sapiens ma przetrwać na zmieniającej się planecie, będziemy musieli ponownie ocenić sposoby, w jakie wykorzystujemy i przechowujemy wodę. Projekty takie jak ten mogą zapoczątkować te rozmowy.

Teraz to jest interesujące

Płaskowyż Tybetański wyróżnia się jako najwyższy i największy na świecie. Ma średnią wysokość ponad 14 763 stóp (4500 metrów) nad poziomem morza i obejmuje 604 000 mil kwadratowych (1565 000 kilometrów kwadratowych). Nic dziwnego, że ten płaskowyż został nazwany „dachem świata”.