Jeśli wybierasz się na jednodniową wycieczkę na Saharę w Afryce Północnej, będziesz chciał zabrać ze sobą dużo wody i dużo filtrów przeciwsłonecznych. Ale jeśli planujesz zostać na noc, to lepiej weź ze sobą przytulny śpiwór.

to dlatego, że temperatury na Saharze mogą spadać po zachodzie słońca, od średniej wysokiej 100 Stopni Fahrenheita (38 stopni Celsjusza) w ciągu dnia do średniej niskiej 25 stopni Fahrenheita (minus 4 stopnie Celsjusza) w nocy, według NASA.

dlaczego tak dramatyczna zmiana temperatury ma miejsce na suchych pustyniach, takich jak Sahara? A jak rodzime zwierzęta i rośliny radzą sobie z takimi dzikimi skrajnościami?

temat: czy Sahara znów będzie zielona?

ciepło i wilgotność

powodem, dla którego suche pustynie — suche regiony pokrywające około 35% powierzchni ziemi — stają się tak gorące, a następnie tak zimne, jest połączenie dwóch kluczowych czynników: piasku i wilgotności.

w przeciwieństwie do termosu, piasek nie zatrzymuje ciepła zbyt dobrze. Gdy ciepło i światło słoneczne uderzają w piaszczystą pustynię, ziarna piasku w górnej warstwie pustyni absorbują i uwalniają ciepło z powrotem do powietrza, zgodnie z raportem z 2008 roku z NASA Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie w Kalifornii. W ciągu dnia promieniowanie piasku energii słonecznej przegrzewa powietrze i powoduje wzrost temperatury. Ale w nocy większość ciepła w piasku szybko promieniuje w powietrze i nie ma światła słonecznego, aby go podgrzać, pozostawiając piasek i jego otoczenie zimniejsze niż wcześniej.

jednak samo zjawisko nie stanowi tak drastycznego spadku temperatury. W końcu, gdy słońce zachodzi na tropikalnej plaży, nie musisz zakładać zimowego płaszcza.

głównym powodem gwałtownej zmiany temperatury jest to, że pustynne powietrze jest wyjątkowo suche. Na suchych pustyniach, takich jak Sahara i Pustynia Atacama w Chile, Wilgotność — Ilość pary wodnej w powietrzu — jest praktycznie zerowa, a w przeciwieństwie do piasku, woda ma ogromną zdolność magazynowania ciepła.

para wodna w pułapkach powietrza podgrzewa się blisko ziemi jak gigantyczny niewidoczny koc i zatrzymuje go przed rozproszeniem do atmosfery, zgodnie z Atlasem Świata. Powietrze o wysokiej wilgotności wymaga również więcej energii do podgrzania, co oznacza, że potrzeba więcej czasu na rozproszenie tej energii i ochłodzenie otoczenia. Dlatego brak wilgoci na pustyniach pozwala tym suchym miejscom szybko się nagrzać, ale także szybko schłodzić.

przystosowanie się do ekstremalnych temperatur

pomimo tych gwałtownych wahań temperatury, zwierzęta pustynne są dobrze przystosowane do ekstremalnych zmian temperatury na pustyni.

„wydaje się, że jest to dla nich stosunkowo mały problem”, powiedział Dale DeNardo, fizjolog środowiska z Arizona State University, który specjalizuje się w zwierzętach pustynnych. „Największym wyzwaniem jest zdobycie wystarczającej ilości żywności i wody, aby przetrwać.”

Gady, najliczniejsza i najbardziej zróżnicowana grupa zwierząt na pustyni, są dobrze przystosowane do ekstremalnych zmian temperatury, ponieważ są zimnokrwiste lub ektotermiczne, co oznacza, że nie muszą inwestować energii w utrzymanie stałej temperatury ciała. Innymi słowy, gady mogą korzystać z tej energii gdzie indziej, jak polowanie. Wiele gadów korzysta również z tego, że są małe, co pozwala im znaleźć zacienione zakamarki w ciągu dnia lub cieplejsze skały w nocy. „Istnieje wiele różnych miejsc, aby być cieplejsze lub chłodniejsze, zwłaszcza gdy jesteś mały,” denardo powiedział Live Science.

temat: jak jaszczurki ochładzają się?

jednak duże ssaki ciepłokrwiste lub endotermiczne, takie jak wielbłądy, są zbyt duże, aby ukryć się przed słońcem i nie mogą pozwolić na spadek temperatury ciała. Wielbłądy przeżywają raczej, utrzymując stałą temperaturę ciała zarówno w gorących, jak i zimnych warunkach. Robią to poprzez dużą izolację w postaci tłuszczu i grubego futra, co zapobiega ich zyskaniu zbyt dużo ciepła w ciągu dnia i utracie zbyt wiele w nocy, powiedział DeNardo.

natomiast ptaki pustynne wykorzystują chłodzenie wyparne – gdzie używają wody do przenoszenia ciepła z ciała, jak ludzie pocą się i psy-za pomocą szeregu różnych metod (niektóre sępy sikają na nogi, aby się ochłodzić). Ale ich zdolność do latania na długich dystansach między źródłami wody lub do zbierania pokarmu, oznacza, że nie muszą się tak bardzo martwić o oszczędzanie wody, jak inne zwierzęta pustynne. „Nazywam to oszustwem, ponieważ tak naprawdę nie doświadczają ograniczeń pustyni” – powiedział DeNardo.

z drugiej strony rośliny są bardziej podatne na ekstremalne temperatury. „Stoją przed znacznie większym wyzwaniem, ponieważ nie mogą się ruszyć”, powiedział DeNardo. Dlatego kultowe rośliny pustynne, takie jak kaktusy, opracowały szereg mechanizmów obronnych, takich jak kolce i toksyny, aby chronić swoją cenną wodę przed drapieżnikami. Jednak mroźne temperatury w nocy mogą być śmiertelne dla roślin, ponieważ woda zamarza i rozszerza się w ich tkankach, co może powodować nieodwracalne uszkodzenia. Dlatego rośliny rosną tylko w obszarach, w których Temperatura powietrza nie spada poniżej zera przez więcej niż kilka godzin każdej nocy, znany jako freezeline.

zmiana klimatu

naukowcy wciąż zastanawiają się, w jaki sposób zmiana klimatu może wpływać na suche miejsca i organizmy, ale „na pewno zobaczymy zmiany”, powiedział DeNardo. „Dla większości pustyń przewidujemy średni wzrost temperatury od 3 do 4 stopni Fahrenheita .”

jednak badania wskazują, że „noce będą cieplejsze, ale to nie jest tak złe, jak cieplejsze dni”, zauważył DeNardo.

zamiast tego prawdziwym problemem jest to, że zmiany klimatu mogą wpływać na ilość rocznych opadów, na których polegają stworzenia pustynne. „Stanie się mniej spójny, będziesz miał stosunkowo mokre lata i stosunkowo suche lata”, powiedział DeNardo. „Ale nawet jeśli większość jest wystarczająco mokra, potrzeba tylko jednego naprawdę suchego roku, aby spowodować duże problemy.”

22, aby naprawić konwersję Fahrenheita na Celsjusza.