|
Ну что ещё можно сказать по поводу глобального потепления и похолодания. Сказано уже столько. что и не прочитать, а вопрос так и остаётся вопросом. Основной причиной потепления считается выброс в атмосферу углекислого газа, который создаёт парниковый эффект за счёт экранировки теплового излучения с нижних слоёв атмосферы. Именно против выбросов углекислого газа направлен Киотский протокол.
Я когда-то видел график потеплений и похолоданий на земле за последний миллион или два лет (составленный по геологическим данным), когда влияния человека на климат быть не могло. Потепления и похолодания, и небольшие и огромные, сменяли друг друга периодически и каким-то образом совпадали с активностью Солнца и, возможно, с колебаниями угла наклона Земной оси.
Всегда горели леса и извергались вулканы количество углекислого газа, да и пепла, выбрасываемых в атмосферу было неизмеримо больше, чем может нагадить человечество. Были и "вулканические зимы", об этом говорят древние легенды. А история говорит, что в 17 -18 веках в Голландии зимой катались на конках, замерзала Темза, было даже так, что в августе какого-то года (кажется. при Иване Грозном) замёрзла Москва-река. Или лето 2010 года в Москве с 40-градусной жарой. А лето этого года? Эти мелкие аномалии меняются относительно быстро. Так что дело это достаточно тёмное, пока что-либо предсказать и даже предполагать трудно.
Наблюдали также и то, что сильные лесные и степные пожары вызывали дожди и грозы. По-видимому. на частицах пепла конденсировалась влага и смывала их обратно. Вулканы забрасывают пепел на километры, намного выше грозовых туч, и поэтому способны вызвать похолодание, но для этого, скорее всего. нужны взрывы типа Кракатау, Санторина или чего-нибудь типа Иллинойского вулкана. Стометровые трубы вряд ли это смогут сделать. Думаю, что расчёт Гершона Белицкого о необходимом количестве пыли очень приблизителен и не учитывает невероятного количества и сложности процессов на него влияющих, и поэтому уязвим для критики специалистов.
Генрих Книжник.
Многие климатологи считают, что происходит неуклонное увеличение температуры на Земле, и всё живое здесь погибнет, поджарившись, как на сковороде. Средняя годовая температура на Земле в настоящее время приблизительно на 1° выше, чем в X1Х-ом веке, в котором, считают, что она была вполне приемлемой. Прогнозируют, что это повышение температуры будет продолжаться. Хотя многие в этом прогнозе обоснованно сомневаются.
Другая группа пугальщиков сообщает, что если разразится ядерная война, то начнётся долгая суровая зима из-за поднятия взрывами в атмосферу огромного количества пыли, через которую не пробьются лучи Солнца. Мы все погибнем от голода и замерзнем в снежном сугробе (кроме особо избранных).
Заметим, что пугание вечной зимой плавно перешло в пугание катастрофическим потеплением. Возражения объявляются неполиткорректными.
Так что же нас ожидает, поджаривание или замораживание?
Климатологи предполагают разные причины потепления, но основной упор делается на влияние человека, выпускающего в атмосферу слишком много углекислого газа, который создает парниковый эффект. Предлагается уменьшить потребление нефти, угля, газа и других энергоносителей, достаточной замены которым пока что нет. Этим будет остановлено развитие цивилизации.
Но можно пойти другим путем. Можно уменьшить получение энергии от Солнца. Пригасить Солнце мы не можем, но можем от него чуточку отгородиться, вроде как, зашториться. Частички размером около десятков микрон, помещенные в атмосферу, затемнят излучение Солнца, но почти не изменят прозрачность атмосферы для прохождения теплового излучения от Земли. В первом приближении можно принять, что температура поверхности Земли пропорциональна количеству тепла, поступающего от Солнца. Вычислим затенение К , необходимое для того, чтобы ликвидировать указанный лишний градус.
K ≈ ∆T/T = 1/290 = 0.0034 = 0.34 %
Где: Т – средняя температура у поверхности Земли (≈290°К )
∆T – нужное уменьшение температуры (1°К )
Для этого ослабления света Солнца можно поднять над землёю пыль. Вычислим, какую площадь s необходимо затемнить над одним квадратным километром земной поверхности
s = К = 0.0034 = 0.0034 km2 = 3400 м2
Приняв средний размер пылинки d ≈ 20мкм = 0.00002 м, вычислим необходимую массу пыли над одним квадратным километром
m = sdƔ = 3400*0.00002*2500 = 170 kг
Где: Ɣ≈ 2500 кг/м3 – удельная плотность материала пыли.
Над всей поверхностью Земли нужно вывесить массу m0 пыли
m0 = mS = 170*510 106 = 21*1010 кг = 9*107 тонн
Где : S - площадь поверхности Земли, 510 106 км2 .
В прежние века основная масса пыли создавалась человеком при сжигании дров. Теперь дров жгут мало, основными энергоносителями являются уголь, нефть и газ. В мире добывают около 8 109 тонн угля в год. При его сгорании остается твердый остаток k1 от 21 до 35 % , в среднем k1 = 28%. Если бы вся эта масса выбрасывалась из труб, то в небо за год поднялось бы
m1 = m2k1 = 8 109* 0.28 ≈ 22*108 tn
При сжигании нефти образуется до 1.5% сажи в дизельных двигателях и гораздо меньше, до 0.06% в двигателях цикла Отто, почти ничего в электростанциях. В среднем для нефти можно принять k2 =0.7% сажи. В год добывают m3≈5 109 тонн нефти. Из нее образуется m4 сажи
m4 =k2m3 = 0.007*5 109 ≈3*107 tn
Небольшая добавка, ею можно пренебречь. (Но лучше, если бы ее не было, так как автомобили жгут нефтепродукты вблизи от людей). При горении газа твердых частиц ещё меньше.
Итого считаем, что человечество за год может выбросить из топок в атмосферу пыли
m5 = = 22*108 tn
По данным Википедии в настоящее время сжигание каменного угля, производство цемента и выплавка чугуна дают в год суммарный выброс пыли в атмосферу
m6= 17 107 tn
Это на порядок меньше, чем по нашему расчету. Различие происходит, главным образом, в результате выгребания из печей в отвалы крупных частиц золы и шлака, а также вследствие применения фильтров дыма.
Если бы вся эта пыль оставалась в атмосфере, необходимый эффект стабилизации климата был бы получен очень быстро
T = m0/m6 = 9 107/17 107 ≈ 0.5 года
Затем искусственное затемнение атмосферы можно уменьшить, или прекратить, в зависимости от активности Солнца и скорости оседания пыли.
Хорошо держатся в атмосфере пылинки размером меньше 100 микрон. Если они вылетают из дымовых труб высотою около 100 метров, то подхватываются ветрами и долгое время не опускаются на землю, а пылинки размером 20 микрон и менее не опустятся практически никогда, потому что они поддерживаются в воздухе броуновским движением. Однако в настоящее время большая часть пыли от сжигаемого топлива быстро оседает на землю. Кроме того, некоторые виды пыли содержит много вредных веществ, всю пыль опасно выпускать в атмосферу.
Надо доработать технологию затемнения атмосферы. Необходимо строить все дымовые трубы большой высоты. Нужно добиться, чтобы частички дыма были малого размера, около 20 микрон. Хорошо бы поднимать через дымовые трубы мелко размолотый безопасный порошок, или рассеивать аэрозоли. Можно поднять в воздух тучи пыли при помощи мощных наземных взрывов. Известны и другие предложения, называемые геоинженерией. К сожалению, конвенцией ООН по биоразнообразию в 2010 г принят мораторий на все геоинженерные проекты.
Извержение вулканов может естественным образом сильно уменьшить среднюю температуру климата, В прошлом это случалось неоднократно. Скоро ли это произойдет опять, не знаем.
Надо немного запылить небо. Слишком чистое небо и ожесточенная борьба экологов с загрязнением воздуха – это не так уж хорошо. Всё экстремальное обычно оказывается вредным.
Возможны некоторые неприятные последствия описанных мероприятий: потускнение лазурного цвета неба в курортных широтах, уменьшение отражательной способности полярных шапок, ухудшение работы телескопов и другие. Но при правильном научном подходе и хорошей технологии затемнения, большинство этих неприятностей можно избежать или преодолеть их.
Хлопотно и дорого. Но всё же лучше, чем душить цивилизацию Киотским протоколом и Парижскими соглашениями. Следует одобрить действия Президента Дональда Трампа, стремящегося отказаться от выполнения этих договоров.
Литература
1. Wikipedia
2. The Kyoto Protocol. 1997.
3. Парижское соглашение. 2015 .
4. Фред Хойл. Черное облако, 1959.
5. David Keith. Geo-engineering. ТЕД, 2007.
6. Гершон Белицкий. Управляемая планета. ЭНС, 2012
7. Гершон Белицкий. Автомобиль на спирте. ЭНС, 2013
8. Мартин Лукаш, Сьюзан Голденберг и Адам Воан. Методы геоинженерии .The Guardian,19 сентября 2013
2017-08-10
