Case study for the assessment of the biogeophysical effects of a potential afforestation in Europe

BACKGROUND: A regional-scale sensitivity study has been carried out to investigate the climatic effects of forest cover change in Europe. Applying REMO (regional climate model of the Max Planck Institute for Meteorology), the projected temperature and precipitation tendencies have been analysed for summer, based on the results of the A2 IPCC-SRES emission scenario simulation. For the end of the 21st century it has been studied, whether the assumed forest cover increase could reduce the effects of the greenhouse gas concentration change. RESULTS: Based on the simulation results, biogeophysical effects of the hypothetic potential afforestation may lead to cooler and moister conditions during summer in most parts of the temperate zone. The largest relative effects of forest cover increase can be expected in northern Germany, Poland and Ukraine, which is 15-20% of the climate change signal for temperature and more than 50% for precipitation. In northern Germany and France, potential afforestation may enhance the effects of emission change, resulting in more severe heavy precipitation events. The probability of dry days and warm temperature extremes would decrease. CONCLUSIONS: Large contiguous forest blocks can have distinctive biogeophysical effect on the climate on regional and local scale. In certain regions of the temperate zone, climate change signal due to greenhouse gas emission can be reduced by afforestation due to the dominant evaporative cooling effect during summer. Results of this case study with a hypothetical land cover change can contribute to the assessment of the role of forests in adapting to climate change. Thus they can build an important basis of the future forest policy

Common climatic signal from glaciers in the European Alps over the last 50 years

Conventional glacier-wide mass balances are commonly used to study the effect of climate forcing on glacier melt. Unfortunately, the glacier-wide mass balances are also influenced by the glacier's dynamic response. Investigations on the effects of climate forcing on glaciers can be largely improved by analyzing point mass balances. Using a statistical model, we have found that 52% of the year-to-year deviations in the point mass balances of six glaciers distributed across the entire European Alps can be attributed to a common variability. Point mass balance changes reveal remarkable regional consistencies reaching 80% for glaciers less than 10 km apart. Compared to the steady state conditions of the 1962–1982 period, the surface mass balance changes are −0.85 m water equivalent (w.e.) a⁻¹ for 1983–2002 and −1.63 m w.e. a⁻¹ for 2003–2013. This indicates a clear and regionally consistent acceleration of mass loss over recent decades over the entire European Alps

The role of forests in mitigating climate change - A case study for Europe

A regional-scale case study has been carried out to assess the possible climatic benefits of forest cover increase in Europe. For the end of the 21st century (2071-2090) it has been investigated, whether the projected climate change could be reduced assuming potential afforestation of the continent. The magnitude of the biogeophysical effects of enhanced forest cover on temperature and precipitation means and extremes have been analyzed relative to the magnitude of the climate change signal applying the regional climate model REMO. The simulation results indicate that in the largest part of the temperate zone potential afforestation may reduce the projected climate change through cooler and moister conditions, thus could contribute to the mitigation of the projected climate change for the entire summer period. The largest relative effect of forest cover increase can be expected in northern Germany, Poland and Ukraine. Here, the projected precipitation decrease could be fully compensated, the temperature increase could be relieved by up to 0.5 degrees C, and the probability of extremely warm and dry days could be reduced. Results can help to identify the areas, where forest cover increase could be the most effective from climatic point of view. Thus they can build an important basis of the future adaptation strategies and forest policy

The possibilities of the further development of the Polish glass industry with regard to the proven and perspective resources of glass sand

Artykuł jest próbą spojrzenia na zagadnienia związane z produkcją szkła w Polsce, zwłaszcza w kontekście obecnej i perspektywicznej bazy zasobowej piasków szklarskich jako podstawowego surowca omawianej branży. Przedstawiono sytuację polskiego przemysłu szklarskiego, z uwzględnieniem rysu historycznego, struktury produkcji wyrobów ze szkła, charakterystyki głównych producentów w poszczególnych sektorach produkcyjnych (szkło budowlane, opakowaniowe, gospodarcze) w świetle zmian zachodzących w czasie ostatniej dekady. W dalszej kolejności zaprezentowano obecną strukturę krajowej podaży piasków szklarskich. Na tym tle autorzy omawiają aktualną bazę zasobową złóż piasków kwarcowych przydatnych do produkcji piasków szklarskich, z uwzględnieniem formacji geologicznych tych utworów, a także perspektywy powiększenia bazy zasobowej, z wydzieleniem obszarów perspektywicznych i oszacowaniem wielkości zasobów perspektywicznych.The paper is the trial of outlook for the issues connected with the production of glass in Poland, especially in the context of proven reserves and perspective resources of the glass sand as a main raw material for discussed industry. It presents the situation of the Polish glass industry with regard to: historical outline, structure of the glass production, characteristics of main producers (of construction glass, containers and tableware glass), in relation to market changes during the last decade. Paper discusses also current structure of domestic supply of glass sand. On this background, authors review current reserve base of quartz sand with regard to their geological formations, as well as the perspectives of enlargement of resources. A proposal of perspective areas and estimation of perspective resources of glass sand was also presented

Possibilities and perspectives of use of clayey raw minerals from lignite mines

W artykule przedstawiono i poddano charakterystyce główne odmiany kopalin ilastych będących kopalinami towarzyszącymi w eksploatowanych krajowych złożach węgla brunatnego. Krótko omówiono dotychczasowe próby ich dokumentowania, a także zakres i sposoby ich pozyskiwania i składowania. Szczególną uwagę poświęcono obecnym i potencjalnym kierunkom wykorzystania tych kopalin, które związane są przede wszystkim z kilkoma gałęziami przemysłu ceramicznego (ceramika budowpłytki ceramiczne, materiały ogniotrwałe) oraz budową przesłon hydroizołacyjnych na składowiskach odpadów. Przyszłe wykorzystanie tych kopalin ilastych będzie jednak ograniczone, a największe perspektywy szerszego wykorzystania będą wciąż miały pozyskiwane w ograniczonych ilościach czyste szare iły z kompleksu B w KWB Turów. Przedmiotem zainteresowania pozostaną także iły beidellitowe z KWB Bełchatów (do wyczerpania ich zapasów zgromadzonych na składowisku), a także zgromadzone na składowiskach konińskich kopalń węgla brunatnego iły poznańskie, wykorzystywane w ceramice budowlanej.deposits. Trials of their geological documentation, as as and ways of their and storing, shortly The special attention is paid to and perspective of these use, especially in the (building ceramics, ceramic of waste utilization of the discussed clays will be limited. Pure clays from complex B in Turów deposit will have the widest possible use. However, but they will be obtained in limited amounts. Customers will be interested in beidellite clays from their stored in the stockpile will be exhausted), as well as Poznań clays collected in the dumps of lignite in Konin region, which will be for the production of building ceramics

Initial assessment of profitability of underground extraction of dimension stone in Poland

Podziemna eksploatacja kamieni blocznych jest rozpowszechniona w wielu krajach europejskich. Jej popularność będzie niewątpliwie rosnąć, przede wszystkim w związku z uwarunkowaniami środowiskowymi, przestrzennymi i ekonomicznymi. Najczęstszą przyczyną uruchamiania eksploatacji podziemnej tych skał jest rosnące zapotrzebowanie na niektóre materiały kamienne, których wydobywanie metodą odkrywkową jest utrudnione lub niemożliwe. Istotnym aspektem eksploatacji podziemnej musi być gwarantowana długoterminowa stabilność geomechaniczna górotworu. W artykule przedstawiono ocenę możliwości i celowości podziemnej eksploatacji 19 złóż kamieni blocznych w Sudetach i Górach Świętokrzyskich. W wyniku przeprowadzonej wielokryterialnej oceny, uwzględniającej czynniki geologiczno-zasobowe, geologiczno-górnicze, środowiskowe, jakościowe i ekonomiczne, do szczegółowych analiz wytypowano cztery złoża: wapieni jurajskich Wola Morawicka, wapieni dewońskich Szewce, zlepieńców permskich Zygmuntówka w Górach Świętokrzyskich, oraz piaskowca Radków w Górach Stołowych na Dolnym Śląsku. W każdym z czterech analizowanych przypadków ustalono podstawowe założenia rynkowe, produkcyjne, techniczne udostępniania i eksploatacji złoża, szacunkowe wielkości nakładów inwestycyjnych i kosztów operacyjnych. Niestety, przy przyjętych założeniach wartość wszystkich analizowanych projektów, określona z zastosowaniem podejścia dochodowego metodą zdyskontowanych przepływów pieniężnych, była zdecydowanie ujemna. Największa szansa podjęcia takiej eksploatacji istnieje w przypadku złoża piaskowca Radków i złoża wapienia Wola Morawicka, ale pod warunkiem wzrostu cen bloków o min. 20% i/lub znaczącego wzrostu wielkości zakładanej sprzedaży.Underground extraction of dimension stone is widespread in many European countries. Its popularity will undoubtedly grow, mainly due to environmental considerations and the accessibility of deposits for extraction. The most common reason for launch of underground dimension stone mining is demand for some stone materials which commonly can not be obtained from opencast mining. An important aspect of such operation is guaranteed long-term geomechanical stability of post-mining voids. In the paper, there is presented assessment of possibilities and purposefulness of underground extraction for 19 dimension stone deposits located in the Sudetes and in the Świętokrzyskie Mountains. As a result of multi-criteria assessment taking into account geological, resource, mining, environmental and economic factors, four deposits were selected for detailed analysis: Wola Morawicka Jurassic limestone deposit, Szewce Devonian limestone deposit, Zygmuntówka Permian carbonate conglomerate – all in the Świętokrzyskie Mountains, as well as Radków Cretaceous sandstone deposit in the Sudetes. In each case, some basic assumptions on market, production and deposit development, as well as estimated level of capital investments and operation costs, were adopted. Unfortunately, with such assumptions, net present value of each analyzed project, established by discounted cash flow method, was distinctly negative. The most promising for underground extraction are Radków sandstone deposit and Wola Morawicka limestone deposit, provided growth of blocks’ prices by min. 20% and/or significant increase of blocks’ sales

Sources of limestone sorbents for flue gas desulphurization in Poland in the context of the needs of domestic power industry

W ostatnim ćwierćwieczu w polskiej elektroenergetyce zawodowej zbudowano znaczną liczbę instalacji odsiarczania spalin (IOS), co pozwoliło czterokrotnie ograniczyć całkowitą emisję SO2 do 0,4 mln Mg w 2013 r., a udział SO2 zatrzymanego w tych instalacjach wzrósł do ponad 80% w 2013 r. W konsekwencji zanotowano wzrost krajowego zapotrzebowania na sorbenty wapienne z poziomu praktycznie zerowego w 1990 r. do około 2,5 mln Mg rocznie obecnie, a branża energetyczna stała się jednym z najważniejszych odbiorców polskiego przemysłu wapienniczego. W artykule zaprezentowano metody odsiarczania stosowane w polskich elektrowniach i elektrociepłowniach i rodzaje użytkowanych w nich sorbentów oraz scharakteryzowano ich użytkowanie. Poddano analizie proces wdrażania systemów odsiarczania w krajowych elektrowniach z podaniem zdolności produkcyjnej i poziomu rzeczywistej produkcji gipsów syntetycznych. Przedstawiono bazę zasobową oraz wielkość podaży skał i surowców wapiennych w Polsce z uwzględnieniem głównych kierunków ich zastosowań. Przedstawiono także obecne i przyszłe źródła sorbentów wapiennych do odsiarczania spalin metodą mokrą wapienną. Na podstawie oficjalnych planów rozwojowych polskiej energetyki przedstawiono prognozę podaży gipsów z odsiarczania w najbliższej dekadzie, a także prognozę zużycia sorbentów wapiennych stosowanych w energetyce.In the last twenty five years a large number of flue gas desulphurization (FGD) installations was constructed in the Polish power industry, so domestic SO2 emission was reduced fourfold, and amounted to ca. 0.4 million Mg in 2013, while SO2 capture increased to over 80%, respectively. Consequently, a significant increase in domestic demand for limestone sorbents was recorded, from virtually zero in 1990 to about 2.5 million Mgpy today, and power industry has become one of the most important customers of limestone industry. The paper shows the methods used in the flue gas desulphurization in Polish heat and power plants, the types of utilized sorbents, characterizing also their use. Moreover, the paper presents process of the implementation of FGD along with potential and real gypsum production in domestic power plants. Furthermore, paper shows the resource base and the volume of supply of limestone and related rocks in Poland in relation to the main directions of their use. The current and future sources of limestone sorbents applied in FGD in wet method were also presented. Taking into account official plans of the development of the Polish energy production, the forecast of the synthetic gypsum production as well as the use of limestone sorbents in the next years has been made

Multifunctional sandwich composites containing embedded lithium-ion polymer batteries under bending loads

Multifunctional composites that combine high load-bearing properties and energy storage capacity have potential application in next-generation electric vehicles. The effect of high structural bending loads on the flexural properties and electrical energy storage capacity of sandwich composites containing lithium-ion polymer (LiPo) batteries embedded within the polymer foam core is explored in this paper. Three-point bend tests which induce failure by plastic indentation or cracking of the core are performed on sandwich composites containing single or multiple LiPo batteries. The bending properties of the sandwich material are not changed significantly by embedding batteries within the core. The energy storage capacity of the sandwich composite can be increased by inserting multiple batteries without adversely affecting the bending properties. Furthermore, the internal electrical resistance and capacity of the batteries is not degraded when the sandwich composites are damaged by high bending loads. The implications of the results for the design of light-weight multifunctional sandwich composites with high energy storage capacity are discussed

Importance of fibre sizing on the seawater durability of carbon fibre laminates

The strong influence of the fibre sizing agent on the water absorption properties of carbon fibre laminates is demonstrated. A comparative experimental study is performed into the water absorption kinetics and maximum amount of absorbed water for laminates with sizing agent on the carbon fibres which are chemically compatible or incompatible with the polymer matrix. The water absorption rate is higher (by ~3 times), the time to saturation is much shorter (by ~ 6 times), and the water content at saturation is greater (by ~1.5 times) for the laminate with the incompatible fibre sizing agent. This laminate has relatively weaker fibre-matrix interfacial strength and contains a fine fibre-matrix interfacial cracks which aid the absorption and diffusion of water. The effect of the fibre sizing on the reduction to the strength properties of the laminates caused by the absorption of water is also investigated