artyom_ferrier (artyom_ferrier) wrote,
artyom_ferrier
artyom_ferrier

Category:

Планетарное

Намедни я поделился тем наблюдением, что примерно 90% людей, возмущающихся тем, что 30% сограждан не в курсе гелиоцентрической концепции, - сами неверно объясняют смену сезонов на планете Земля.

Признался, что и я представлял себе это дело довольно смутно, пока до меня не докопался (в ту пору) четырёхлетний сынишка и, объясняя ему, худо-бедно понял сам. Что поскольку ось Земли наклонена относительно плоскости орбиты вокруг Солнца (эклиптики) — получается, что в течение года Земля подставляется в большей или меньшей мере то одним полушарием, до другим, соответственно, больше-меньше бывает продолжительность светового дня.

Но в комментариях меня поправляют, что продолжительность дня тут ни при чём, что важен — только угол, под которым падает солнечный свет. И потому сезонность — определяется тем, что, из-за наклона оси, зенитное солнце гуляет от Рака к Козерогу, и обратно. А на полюсах, где летом световой день самый продолжительный бывает — по-любому холодно, сколько ни свети по времени.

Ну и в принципе понятно, что когда луч падает отвесно — эффект максимальный. И концентрация наивысшая, и толщина атмосферы наименьшая (а там всё же немножко теряется видимый спектр и в значительной мере — инфракрас, в водяном пару и в углекислоте).

А когда луч ложится от низкого солнышка под острым углом — и пучок с тем же зарядом «размазывается» на большую площадь, и атмосфера становится этакой «приведённой бронёй», в разы самой себя толще.

Но всё же, как мне кажется, тут должны работать оба обстоятельства — и возвышение солнца над горизонтом, и продолжительность светового дня (и, что не менее важно, продолжительность ночи).

Да, полярный день может длиться вплоть до полугода (собственно на полюсах, а чем ниже по широтам — тем, естественно, меньше). И по-настоящему жарко там всё же не становится. Даже и лёд толком не тает, хотя на Северном полюсе бывают плюсовые значения (а вот на Южном, материковом, максимальная зафиксированная температура — минус 12, поэтому лёд даже не порывается таять).

Но столько же длится и ночь, и ночью — тело будет охлаждаться не до какой-то температуры, которую сочтёт для себя комфортной, а до бесконечности. То есть, вплоть до абсолютного нуля — будет отдавать энергию излучением, дай только время, дай только возможность.

Но понятное дело, что интенсивность излучения будет резко падать по мере снижения температуры (там зависимость — в четвёртой степени), однако если ночь долгая — охладиться может очень изрядно.

И так же понятное дело, что совсем уж до нуля кельвинов отдельно взятому затемнённому участку охладиться не дадут, поскольку есть всё же теплопроводность толщи между освещёнными и затемнёнными участками (даже если нет атмосферы и гидросферы).

Ну и вот долгой полярной ночью — поверхность не просто охлаждается до «мерзотных» температур, а как бы аккумулирует холод. Наращивает лёд, который потом, летом, мешает прогреву воздуха.

Более того, уже днём лёд и снег — отражают очень значительную часть солнечного излучения в видимом спектре. Процентов девяносто с лихом.

Но если даже в весьма студёный, однако ясный январский день положить на чистый снеговой фирн чёрный камешек — он туда вплавится. То есть, даже вот на этом низком скудном солнышке — он нагреется до положительной температуры.

На полюсах как-то не проверял, но вот есть подозрение, что в полярный день светопоглощающие, не блестящие предметы будут разогреваться до положительных температур.

Надо, конечно, слетать и провести эксперимент — а то никакого доверия этим шарлатанам-страхоторговцам под крышей ICPP :-)

Ну а теперь представим, что полярной ночи — не бывает. Всю дорогу — ясный день (ну, так себе ясный, солнышко ведь и впрямь приморённое на полюсах, лучи косые).

Как это может быть? Ну, если убрать наклон земной оси. Сделать её строго перпендикулярной плоскости обращения вокруг Солнца.

Смена сезонов — устранится сама собой (будет незначительная флюктуация при прохождении апогелия-перигелия, хотя у Земли орбита почти идеально круглая, и мы в северном полушарии недофига потепления видим в январе, когда Земля ближе всего к Солнцу).

По всем широтам и всю дорогу — будет полнейшее равноденствие. Но на полюсах — Солнце будет шпарить перманентно, без перерывов на ночь. Ибо, как подсказывает товарищ Перельман в книжке «Занимательная астрономия» (да, приходится обращаться к трудам более научным, нежели доклады ICPP) — за счёт атмосферной рефракции, преломления лучей, солнце будет висеть чуть выше, чем на самом деле. Поэтому в приполярных областях — будет вечный день.

То есть, хоть как-то, худо-бедно поверхность будет нагреваться — но не охлаждаться.

Нет, понятно, что излучать энергию она будет и днём, сообразно своей температуре, но это — ничто по сравнению с притоком энергии от солнца, даже в высоких широтах.

И вот Перельман утверждает, что общая тепловая выгода для планеты, если стабилизировать ось в строго вертикальном положении, будет незначительна и будет проявляться только в полярных регионах (да, тогда люди ещё не сходили с ума по поводу того, что потепление Земли может быть злом, а не благом; они тогда по другим поводам с ума сходили).

Но, при всём уважении — это как сказать, «небольшая выгода».

Ведь в наших реальных условиях полярные ледяные шапки, особенно северная — не то чтобы очень стабильны. Некоторые вот сокрушаются, что того гляди всё растает. И это — когда есть долгая-долгая полярная ночь, в которую полюса не греются, а только остывают, излучаясь в космос.

А если там будет вечный день? Да возможно, там просто лёд не будет образовываться. А соответственно, и поверхность будет гораздо, гораздо более «поглотительная».

Планетарное альбедо (отражающая способность) изменится, если исчезнут полярные сверкающие шапки.

Помнится, в своё время, в семидесятые, когда все боялись нового ледникового периода, советские академики под предводительством Капицы по заданию Политбюро прорабатывали такой вариант, как посыпание Арктики угольной крошкой. Но пришли к выводу, что Донбасса-Кузбаса хватит на один раз, а потом - как льды растают, так и обратно смёрзнутся, когда уголь утонет.

Но если лёд не будет образовываться на полюсах в условиях вечного дня — то эти области сами собой окажутся существенно темнее.

Да, не бог весть какой вклад в термобаланс планеты (на Приполярье действительно приходят измождённые и блёклые косые лучики) — но всё же.

Если и есть в климатических делах положительные обратные связи — так это связь между оледенением и усвоением солнечного тепла через изменение альбедо.

Чем холоднее — тем ниже по широтам сползают с полюсов ледяные шапки.

Чем больше эта бело-блестящая область ледников — тем больше солнечного света отбивается обратно в космос. Тем меньше усваивается и придерживается Землёй. И тем ещё холоднее становится.

Порочный замкнутый круг.

Который усугубляется ещё и тем, что ледниковье сопровождается засушливостью по всей планете. Холодный воздух плохо держит водяной пар. И огромные объёмы воды оказываются связаны в леднике.

А засушливость — это пустыни с их жёлтыми песками, которые отбивают видимый спектр почти так же, как и снег.

Так и получалась самозатягивающаяся удавка в Ледниковые периоды. Думаю, это было страшно наблюдать даже мамонтам и шерстистым носорогам. Ведь они понимали, что ещё немного — и шерсть не спасёт.

Вообще, вот столько в последнее время криков про углекислоту как фактор Глобалворминга, якобы опасного и ужасного, поскольку углекислота цепляет на себя исходящий от планеты инфракрас (входящий солнечный, впрочем, тоже цепляет) - и почти начисто игнорируются метаморфозы земных ландшафтов со сменой отражательной способности видимого спектра (а это больше половины всей энергии суммарного солнечного излучения, ведь это жёлтая звезда).

Проще говоря, не так важно, что у тебя поглощают инфракрас и нагреваются триста или четыреста корпускул на миллион в воздухе, как то, что огромные куски поверхности планеты становятся то светлее, то темнее.

И вот одной из причин Глобалворминга указывают, помимо выбросов углекислоты, ещё и вырубку экваториальных влажных лесов.

Но указывают — именно в контексте баланса углекислоты. Мол, это зелёные лёгкие планеты, они изымали из атмосферы и связывали избыток углекислоты, а теперь всё пропало.

В действительности джунгли — это довольно хреновые «лёгкие планеты». Это ведь не просто большая растительная масса, которая потребляет много СО2 — это очень бурная и богатая экосистема, где деревья растут, действительно изымая и запасая углерод, но потом падают, гниют, да ещё и всякая живность в этой системе обитает, которая, наоборот, кислородом дышит, углекислоту выдыхает.

И это не в укор живности и джунглям — но просто так есть. И чтобы убедиться, что леса, на круг, не производят много кислорода и не изымают из атмосферы много углекислоты — достаточно посмотреть на почвы под лесами.

Ну, если углерод изымался, столетиями, тысячелетиями — он же и где-то запасался, наверное, фиксировался?

Но вот лесные почвы, что под тайгой, что под бразильскими джунглями — они довольно тонкие и скудные по содержанию углерода. Это вам не степные чернозёмы, которые реально херят в грунт СО2 из воздуха.

Однако же, как действительно влажные экваториальные леса влияют на климат — так это благодаря туману, который очень часто висит над ними. На то они и влажные. А туман — это хорошее такое зеркало для лучей видимого спектра.

Но если свели джунгли, устроили пашню — она теперь не порождает столько испарений с листочков деревьев, не порождает серебристого тумана, зато — значительную часть времени стоит чёрной, пока там всходы не взойдут, не заколосятся.

И вот за последнее столетие — да, очень значительные территории перешли из разряда «подтуманенных» джунглей в разряд «черноватых» пашен. Причём, как раз в самых инсолированных, субэкваториальных областях, куда падает львиная доля отвесного солнечного тепла.

Это безусловно антропогенный фактор, который мог (и должен был) способствовать некоторому общему потеплению планеты, когда так возросла её «поглотительная» способность.

И как по мне — то и замечательно, что возросла, и замечательно, что повысилась температура за последнее столетие на полтора градуса (или даже два).

Я лично, будучи сертифицированным варягом, конечно, могу купаться и в Белом море (кстати, там классно) — но понимаю, что всё-таки наша планета холодновата на очень значительной своей территории для большинства людей. Не мешало бы подогреть хотя бы градусов на пять ещё, чтобы вернуться в самые жизнелюбивые её времена.

И при этом — поднять и сохранить содержание СО2 где-то на уровне 1000-1200 ppm, что оптимально для флоры (сейчас — чуть больше 400, и повышение перестаёт быть стабильным: слишком большое идёт усвоение СО2 на вновь озеленяемых территориях, и понятно, что по мере потепления будет расти и озеленение).

Но это очень сложно, ибо, при одной лишь положительной обратной связи (убираем оледенение — снижаем альбедо — ловим больше лучиков тепла) — есть куча отрицательных. Это и повышение альбедо с ростом облачности, это и охлаждение океана при испарении в более тёплый и «влагоноский» воздух, и даже такая вещь, как интенсификация образования айсбергов.

В алармистских видосиках часто показывают места в Гренландии или Антарктиде, где новые айсберги «сходят со стапеля», с треском и грохотом, что бутеры из тостера выстреливаются.

А диктор пугает замогильным голосом: «Вот так стремительно теряется ледовый покров!»

Да он не теряется. Не в этом случае. Ну, если б терялся — так нечему было бы давить на те льды, чтобы вот так сползали к берегу и отстреливались айсбергами.

В том-то и дело, что если это происходит — значит, где-то там в глубине всё нормально с образованием льда. А если интенсифицируется работа айсбергостроительных верфей — значит, больше прилетает влажного воздуха в ледовитое сердце Гренландии или Антарктиды.

Но что происходит при интенсификации образования айсбергов? А то, что они плывут в океан, всё ниже и ниже по широтам, тают сами — но при этом охлаждают воду своими тушами.

Это вот ещё один такой механизм сопротивления потеплению. Вполне естественный.

И это тоже приходится принимать в расчёт, когда думаешь, как бы сделать мир лучше, как бы успокоить Грету Тунберг, которая, родившись в студёной Швеции, всю жизнь боялась, что ей не достанется тепла, а потому, как это свойственно многим девчонкам, решила сделать вид, будто бы и не очень-то надо было.

Кстати, я слышал, что Арнольд Шварценегер подарил Грете Теслу-3. И после этого — её по-прежнему называют «дурочкой»? (Грету, а не Теслу, чей ИИ всё ещё тестируется).

Ну, возможно, и я бы в шестнадцать лет согласился прослыть «дурачком» и покривляться на трибуне ООН, если б взамен мне дали весьма добротное тачило.

А возможно — и нет. Будете смеяться, но тогда мне вполне хватало нашей семейной Волги, и особенно грело сознание, что я сам восстановил её, купленную у таксопарка.

Но сейчас, так или иначе, мы очень плотно думаем о том, чтобы сделать этот мир лучше, сиречь удобнее для нас, сиречь теплее, для начала.

Однако же, что точно могу сказать даже я, не будучи физиком-климатологом: устранение наклона земной оси (если привязать к ней ракетные упряжки), хотя, возможно, и растопит полярные шапки, но вряд ли сделает планету комфортней.

С утратой сезонности — многие атмосферные и гидросферные процессы сделаются слишком вялыми и унылыми. Всё-таки, это великое дело, что полушария прогреваются неравномерно, со смещением по времени.

И тут я вспомнил, что есть, вообще, планета, очень похожая на Землю по массо-габаритным параметрам, и тоже в «зоне Златовласки» (потенциально годной для обитания), но чья ось почти идеально перпендикулярна эклиптике.

Вернее, справочники дают цифру 177 градусов, поскольку эта планета как бы опрокинута вверх ногами и вращается не как все, с запада на восток, а наоборот. При этом ещё — очень медленно вращается, так, что день длиннее года (243 земных дня против 224).

Разумеется, это Венера. Богиня любви, исполненная, как оказалось, гораздо более пылкой страсти, чем думали раньше. 460 цельсиев на поверхности.

Такой темперамент объясняют парниковым эффектом из-за углекислого газа — и в венерической-то атмосфере он действительно есть в достаточном количестве. Его там в 250 тысяч раз больше, чем в земной, и это действительно образует ловушку для исходящего от поверхности инфракраса.

Играет роль, конечно, и близость к Солнцу.

Но вот сейчас подумалось — а может, дело усугубляется и таким почти отвесным положением оси планеты, при котором на ней нет смены времён года, а на полюсах всегда день?

Это могло бы иметь значение, когда мы приступим к колонизации Венеры. Само собой, нам понадобится её немного охладить (460 — уж слишком крутая сауна) и, скорее всего, раскрутить (ни один работодатель не потянет оплату 30-дневных отпусков, если в дне — 243 сутки) — и это можно совместить с наклоном орбиты до привычных нам земных 23 градусов.

С появлением зим и по мере некоторого охлаждения (мы будем разбирать молекулы СО2 и фиксировать углерод в графене для создания конструкций) — на полюсах должна конденсироваться серная кислота из облаков. Мы её разберём на воду, а серу прикопаем.

Но, разумеется, это не ближайших лет дело, а дай бог — ближайшего полувека. И вот чего-то Маск как-то притормаживает с развитием спейсовских проектов, а Безос - вообще только завтраками кормит, со совим Блю Ориджин.

Если они меня читают, должен по-дружески уведомить: ребят, ну если мы(!) будем вынуждены  заняться выводом орбитальных энергетических и промышленных модулей - так мы ведь не остановимся, мы у вас рынок отожмём :-)

А у нас, кстати, есть очень перспективные наработки по стратосферным вакуумным дирижопелям с насосами на солнечных батарейках. Грета Тунберг одобрит даже больше, чем водородные Арианы, не говоря уж про метановые или керосиновые ракеты. Чем не пусковая платформа?

Tags: наука-много-гитик, технологии
Subscribe

  • Амадей мой, Амадей

    Посмотрел фильм «Амадей». Раньше как-то не задавалось — а тут задалось. Фильм отличный, всё хорошо. Но подумалось вот что.…

  • Кортес и мы

    Виконт Алексей Артёмович сызмальства любит посматривать исторические кинцы. Что художественные, что документалки. И просто любознательность —…

  • Все на форум! Р-рубидий! Капитолий!

    Естественно, обсуждались американские дела. Что ж, это было довольно курьёзно, штурм Капитолия. Главное — практически бескровно. Одну даму,…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

    Your IP address will be recorded 

  • 6 comments