„Skąd wiemy, że wiemy?”

„Skąd wiemy, że wiemy?”

– rola nauki w poznawaniu środowiska

skąd o tym wiemy?

1. Średnia temperatura na Ziemi wzrosła o ok. 1,1 °C od czasów przedprzemysłowych.

2. W Polsce pojawił się nowy gatunek drapieżnika – szakal złocisty.

1. Średnia temperatura na Ziemi wzrosła o ok. 1,1 °C od czasów przedprzemysłowych.

Źródło: Raport IPCC 2021 – Climate Change 2021: The Physical Science Basis (skrót najważniejszych informacji z raportu - portal Teraz Środowisko). Dzięki globalnym pomiarom i pracy naukowców wiemy, że klimat się ociepla i jest to efekt działalności człowieka. Szczegóły na temat tego można znaleźć m.in. w Raportach IPCC lub na serwisach popularyzujących naukę bazujących na źródłach, jak Teraz Środowisko.

2. W Polsce pojawił się nowy gatunek drapieżnika – szakal złocisty.

Źródło: Kowalczyk R. i in., Northernmost record of reproduction of the expanding golden jackal in Poland, artykuł naukowy (informacje dostępne również na portalu Nauka w Polsce). Obecność szakala złocistego w Polsce potwierdziła grupa naukowców z Instytutu Ochrony Przyrody Polskiej Akademii Nauk. Wyniki badań opublikowano w artykule naukowym. Wyniki badań popularyzuje m.in portal Nauka w Polsce.

to systematyczny sposób poznawania świata, oparty na dowodach.

Nauka

Nauka zbiera fakty, porządkuje je, zamienia w teorie i prawa. Fakty to wszystko, co się wydarzyło lub dzieje. Możemy je obserwować i analizować. Dzięki temu nauka pozwala nam lepiej rozumieć rzeczywistość i wykorzystywać wiedzę w praktyce, z korzyścią dla społeczeństwa. Istnieje wiele definicji nauki i jej celów. W większości z nich powtarza się jednak myśl, że nauka pomaga nam w poznawaniu i rozumieniu świata. Jest zakorzeniona w c iekawości człowieka i opiera się na faktach. Do tak rozumianej nauki będziemy nawiązywać w kolejnych częściach materiału oraz w projekcie„Ekologiczna szkoła. Wzór na przyszłość”.

Metody badań naukowych

MEtody badań naukowych

Rodzaje niektórych metod badawczych

Metody badawcze służą do rozwiązywania problemów naukowych i poznawania nowych faktów, zjawisk oraz zależności między nimi.Metoda powinna być jasna, jednoznaczna, celowa, skuteczna, niezawodna i ekonomiczna. Każdy problem badawczy wykorzystuje jedną metodę wiodącą i czasem inne metody pomocnicze.

• Obserwacyjne – obserwowanie zjawisk i procesów.
• Eksperymentalne – badanie efektów zmian w kontrolowanych warunkach.
• Statystyczne – analiza danych liczbowych i zależności między nimi.
• Konstrukcyjne – tworzenie modeli i rozwiązań technicznych.
• Krytyki źródłowej – ocena rzetelności źródeł informacji.
• Porównawcze – zestawianie i porównywanie obiektów lub zjawisk.
• Analizy logicznej – wyciąganie wniosków w oparciu o rozumowanie.
• Intuicyjne – korzystanie z przeczucia i doświadczenia badacza.

MEtody badań naukowych

Przykłady metod badawczych w szkole:

• Obserwacyjne, np. ocenianie różnorodności biologicznej w lesie, obserwowanie zwierząt i roślin w okolicy rzeki.
• Eksperymentalne, np. badanie retencji wody w różnych częściach miasta lub w drzewach poprzez pomiary po opadach deszczu.
• Statystyczne, np. porównywanie poziomu nawożenia na różnych działkach i jego wpływu na wzrost roślin, tworzenie prostych wykresów i zestawień.
• Konstrukcyjne, np. tworzenie modeli lub prostych przyrządów do obserwacji przepływu wody, retencji deszczówki czy pomiaru hałasu w terenie.
• Krytyki źródłowej, np. zestawianie wyników własnych badań z wcześniejszymi raportami o czystości rzek lub retencji w mieście.
• Porównawcze, np. porównywanie poziomu hałasu lub jakości wody w różnych miejscach w okolicy.
• Analizy logicznej, np. wyciąganie wniosków, dlaczego różnorodność biologiczna w lesie jest większa w określonych miejscach.
• Intuicyjne – np. przewidywanie, gdzie woda po opadach będzie zatrzymywać się najlepiej, a potem sprawdzenie tego w terenie.

popularyzacja nauki

Współczesna nauka to nie tylko badania w laboratoriach. Ważna jest też popularyzacja wyników w sposób zrozumiały dla każdego. Dzięki otwartym danym, np. bazom pomiarów klimatycznych, monitoringowi przyrody czy raportom środowiskowym, każdy może analizować informacje i śledzić zmiany w środowisku. Popularyzacja i dostępność źródeł sprawiają, że nauka staje się bardziej dostępna i zrozumiała.

ciekawe linki

Korzystając z otwartych danych, wyników badań i artykułów naukowych, możemy samodzielnie śledzić, jak działa nauka i jakie przynosi efekty. Przyjrzyjmy się więc roli nauki w poznawaniu przyrody i klimatu.

Co wiecie o przyrodzie? Skąd to wiecie?

Badanie przyrody to nie tylko odkrywanie nowych gatunków, ale także obserwowanie, jak zmieniają się populacje roślin i zwierząt oraz całe ekosystemy. Dzięki systematycznym obserwacjom naukowcy mogą ocenić, czy dany gatunek ma się dobrze, czy też jego liczebność spada, a także jakie procesy zachodzą w środowisku pod wpływem człowieka i klimatu.

Przykłady badań i obserwacji w polsce

Liczenie i obserwacja gatunków, np. ptaków

Mapowanie różnych elementów środowiska

Fotopułapki

Śledzenie zwierząt za pomocą GPS i nadajników radiowych

Strony umożliwiające obserwację danych o bioróżnorodności i projektach środowiskowych

1. Główny Inspektorat Ochrony Środowiska (GIOŚ)– interaktywne dane i mapy o stanie przyrody oraz jakości powietrza, wód i hałasu w Polsce.

2. Centrum Koordynacji Projektów Środowiskowych (CKPŚ) – informacje o projektach ochrony przyrody, adaptacji lasów do zmiany klimatu i działaniach edukacyjnych.

3. European Environment Agency (EEA) – dane o bioróżnorodności i presji na ekosystemy w krajach UE, interaktywne mapy siedlisk i gatunków.

Raporty

W ostatnich latach kolejne raporty, m.in. IPBES (Międzyrządowej Platformy ds. Różnorodności Biologicznej i Usług Ekosystemowych), alarmują o szybkim spadku bioróżnorodności na świecie. W Polsce regularnie powstają raporty podsumowujące stan bioróżnorodności, m.in. w oparciu o monitoringi prowadzone przez instytuty naukowe i Główny Inspektorat Ochrony Środowiska:

Skąd wiemy, że zmiana klimatu istnieje?

PYTANIE: Ile % naukowców uważa, że za globalne ocieplenie odpowiada człowiek?

99% naukowców uważa, że za globalne ocieplenie odpowiada człowiek

Jakie konsekwencje zmiany klimatu obserwujemy w polsce? Kto je bada?

Wzrost temperatury i stężenia CO₂

Coraz częstsze fale upałów i susz

Zmniejszanie się polrywy śnieżnej

Strony umożliwiające obserwację danych dotyczących zmiany klimatu

1. NASA Earthdata – otwarte dane satelitarne o atmosferze, lodowcach, oceanach i globalnych trendach klimatycznych; wizualizacje i mapy.

2. IOS-PIB – KLIMADA – interaktywne mapy i dane klimatyczne Polski, scenariusze przyszłych zmian temperatury i opadów.

3. IMGW-PIB – Dane meteorologiczne i hydrologiczne – mapy i wykresy temperatur, opadów, stanów rzek i ekstremalnych zjawisk pogodowych w Polsce.

Raporty

W ostatnich latach publikowane są kluczowe raporty i opracowania naukowe, które podsumowują wiedzę o zmianie klimatu, jej przyczynach i skutkach.

Kto bada zmianę klimatu w Polsce? Jakie raporty są dostępne?

Krótka historia najważniejszych odkryć i prognoz dotyczących wpływu człowieka na klimat, w prosty sposób:

Eunice Foote

Guy Callendar

John Sawyer

Źródło

1950–1960

1988

1972

1938

1896

1856

1824

Charles David Keeling

Joseph Fourier

James Hansen

Svante Arrhenius

Dzięki zainteresowaniu i badaniom naukowców dziś możemy przyglądać się zbiorom danych sięgających ponad 70 i 100 lat wstecz

Krzywa Keelinga – systematyczny pomiar CO₂ od 1958 r., jeden z najważniejszych dowodów na globalne zmiany klimatu

Spirala klimatyczna – animowany wykres pokazujący odchylenia temperatur od średniej z lat 1951–1980 (oznaczone okręgami, w stopniach Celsjusza): wartości dodatnie oznaczają temperatury wyższe niż średnia, ujemne – niższe. Wykres został spopularyzowany przez Eda Hawkinsa, dane pochodzą z NASA GISS.

Zawody związane z badaniem klimatu i środowiska

Badanie środowiska i klimatu to praca wielu specjalistów i specjalistek. Każdy z nich przyczynia się do lepszego rozumienia zmian zachodzących na naszej planecie:

• Biolog terenowy – obserwuje i monitoruje rośliny oraz zwierzęta, bada ich siedliska.
• Ornitolog / entomolog / botanik – specjalizuje się w określonych grupach organizmów i dokumentuje zmiany w ich populacjach.
• Glacjolog – bada lodowce i zmiany pokrywy śnieżnej.
• Meteorolog i klimatolog – analizują dane pogodowe i klimatyczne, tworzą prognozy oraz modele przyszłych zmian.
• Hydrolog – bada rzeki, jeziora i zasoby wód podziemnych.
• Geoinformatyk – pracuje z danymi satelitarnymi i systemami GIS, tworzy mapy i wizualizacje zmian środowiska.
• Specjalista ds. ochrony środowiska – wdraża rozwiązania chroniące przyrodę w praktyce, np. w gminach, przedsiębiorstwach, parkach narodowych.

Pytanie dla młodzieży: Który z tych zawodów Cię ciekawi? Jakie badania chciał(a)byś przeprowadzać?

PODSUMOWANIE

Nauka jest naszym narzędziem do zrozumienia tego, co dzieje się w przyrodzie i klimacie. Dzięki niej potrafimy odróżnić fakty od opinii, dokumentować zmiany i przewidywać przyszłość. Wiedza naukowa to także podstawa decyzji – od codziennych wyborów po globalną politykę klimatyczną. W ramach programu i działania STEM Klubu zachęcamy aby korzystać z jej metod – obserwować przyrodę, zbierać dane, analizować zmiany w swoim otoczeniu. W szkole mogą to być proste doświadczenia i projekty, jak pomiary temperatury, liczenie ptaków czy badanie jakości wody. Takie działania uczą krytycznego myślenia, a jednocześnie pokazują, że każdy może dołożyć cegiełkę do lepszego rozumienia świata.

Klimat Polski 2024 (IMGW-PIB) Coroczny raport przygotowywany przez Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy, podsumowujący warunki klimatyczne w Polsce (temperatury, opady, ekstremalne zjawiska i trendy).

Liczenie i obserwacja

Obserwacja gatunków pozwala śledzić trendy populacyjne i oceniać stan ekosystemów, np. ptaki szybko reagują na zmiany środowiska. 👉 Przykład z Polski:

Monitoring Pospolitych Ptaków Lęgowych

(koordynowany przez Muzeum i Instytut Zoologii PAN i Ogólnopolskie Towarzystwo Ochrony Ptaków), w którym wolontariusze i wolontariuszki co roku liczą ptaki na wybranych transektach.

Modele klimatyczne

Modele klimatyczne – komputerowe symulacje pokazują, jak zmieniałby się klimat pod wpływem samych czynników naturalnych (np. aktywności Słońca, erupcji wulkanów), a jak wygląda w rzeczywistości. Tylko scenariusze uwzględniające emisję gazów cieplarnianych przez człowieka wyjaśniają obserwowane zmiany. 🔹Przykład z Polski:

w ramach projektu KLIMADA-2.0 przygotowano modele klimatyczne pokazujące, że w kolejnych dekadach Polska będzie doświadczać coraz częstszych fal upałów i susz.

Fotopułapki

Fotopułapki – umożliwiają rejestrowanie gatunków trudno dostępnych, rzadkich lub nocnych, bez ingerencji w ich zachowanie. 👉 Przykład z Polski:

Monitoring wilka i rysia

w Karpatach i na Podlasiu, prowadzony m.in. przez Instytut Ochrony Przyrody PAN oraz WWF Polska.

Lunca, a European wolf at the UK Wolf Conservation Trust in Berkshire, England. Retron

Śledzenie zwierząt za pomocą GPS

GPS pozwala poznać trasy migracji, zachowania czy zagrożenia, jakie napotykają zwierzęta. 👉 Przykład z Polski:

Badania migracji bocianów białych

prowadzone przez Uniwersytet Przyrodniczy w Poznaniu i inne ośrodki, gdzie nadajniki satelitarne pokazują szlaki ptaków z Polski do Afryki.

self-made using Image:A large blank world map with oceans marked in blue.svg and GROMS-data. Bamse

Pomiary temperatury i stężenia CO₂

Systematyczne pomiary meteorologiczne i atmosferyczne prowadzone są od ponad 150 lat. Pokazują one, że globalna temperatura rośnie, a stężenie dwutlenku węgla w atmosferze osiągnęło najwyższy poziom od 800 tys. lat. 🔹 Przykład z Polski:

Pomiary IMGW-PIB wskazują, że średnia roczna temperatura w Polsce wzrosła o ok. 2°C od połowy XX wieku.

Raporty IPCC

Przygotowywane przez duże, interdyscyplinarne zespoły naukowców i naukowczyń, stanowią globalne podsumowanie wiedzy naukowej o klimacie, wpływie człowieka oraz możliwych scenariuszach przyszłości.

Podsumowuje szóstego raportu IPCC w języku polskim, na portalu Nauka o klimacie.

Przykłady serwisów przybliżających dane naukowe, lub tłumaczące je:

Polska Akademia Nauk – badania naukowe i raporty przyrodnicze dostępne online. NASA – bazy danych klimatycznych i obserwacje Ziemi dostępne dla każdego. Portal Nauka w Polsce – artykuły popularyzujące wyniki badań. Nauka o klimacie – portal edukacyjny prezentujący rzetelne informacje i raporty o zmianie klimatu. Nauka dla Przyrody – portal naukowy prezentujący analizy i komentarze ekspertów dotyczące ochrony przyrody i bioróżnorodności.

Topnienie lodowców i rzadsze opady śniegu

Rdzenie lodowe, pierścienie drzew czy zapisy historyczne pozwalają odtworzyć klimat sprzed setek, a nawet tysięcy lat. Dzięki temu wiemy, że obecne tempo zmian nie wynika z naturalnych cykli. 🔹Przykład z Polski:

Prognozy Zakładu Modelowania Atmosfery i Klimatu (Instytut Ochrony Środowiska) wskazują, że liczba dni ze śniegiem i grubość pokrywy śnieżnej znacząco spadną pod koniec XXI wieku.

Mapowanie środowiska

Mapowanie różnych elementów środowiska pozwala śledzić zmiany w przyrodzie, rozmieszczenie roślin i drzew oraz kondycję ekosystemów. 👉Przykład z Polski:

Krajowa Mapa Koron Drzew

(opracowana przez MGGP Aero) obejmuje miliardy drzew w całym kraju, udostępniając dane do analiz ekologicznych i planowania przestrzennego.

Living Planet Report 2024 (WWF Polska) podsumowuje zmiany bioróżnorodności w Polsce i na świecie, wskazując na spadek populacji wielu gatunków.

Biuletyn Monitoringu Przyrody 2021 przedstawia wyniki badań 33 typów siedlisk przyrodniczych w Polsce, obejmujące stan ochrony, wpływające zagrożenia oraz informacje o gatunkach chronionych i inwazyjnych.

Klimada 2.0 – „Zmiany temperatury i opadu na obszarze Polski w warunkach przyszłego klimatu do roku 2100” Raport opracowany przez Instytut Ochrony Środowiska – Państwowy Instytut Badawczy (IOS-PIB), analizujący przyszłą zmianę klimatu w Polsce i wspierający działania adaptacyjne.

Mapowanie środowiska

Mapowanie różnych elementów środowiska pozwala śledzić zmiany w przyrodzie, rozmieszczenie roślin i drzew oraz kondycję ekosystemów. 👉Przykład z Polski:

Krajowa Mapa Koron Drzew

(opracowana przez MGGP Aero) obejmuje miliardy drzew w całym kraju, udostępniając dane do analiz ekologicznych i planowania przestrzennego.