|
|
Проект - "Парниковая катастрофа"
Парниковая катастрофа
29 декабря 2002
РОЛЬ БИОСФЕРЫ В ФОРМИРОВАНИИ КЛИМАТА ЗЕМЛИ.
ПАРНИКОВАЯ КАТАСТРОФА
Институт биофизики клетки РАН
Россия, 142290 Пущино ИБК РАН
E-mail: akarn@icb.psn.ru
Ключевые слова: биоразнообразие, климатообразующие биоценозы, климат, моделирование, парниковый эффект, парниковая катастрофа, устойчивое развитие,
В работе анализируется роль процессов в живой и неживой природе, определяющих формирование химического состава атмосферы и температурного баланса Земли. Делается вывод о недостаточности биосферных механизмов изъятия СО 2 из атмосферы и существовании потенциально опасных источников СО 2 в неживой природе, которые могут быть активизированы при повышении среднепланетарной температуры Земли. Показано, что устойчивость природных систем поддержания стабильности химического состава атмосферы нарушена вследствие разрушения человеком климатообразующих биоценозов. В свою очередь, нарушение устойчивости химического состава атмосферы (рост концентрации парниковых газов СО 2 и Н 2 О) может привести к необратимому изменению климата Земли, результатом которого станет повышение среднепланетарной температуры до 100 -1500 С и выше, что сделает невозможным существование жизни на нашей планете (по крайней мере, в ее нынешней форме). Построена радиационно-адиабатическая модель парникового эффекта, в рамках которой получены асимптотические оценки парникового эффекта в широком диапазоне изменения концентрации парниковых газов и среднепланетарной температуры. На базе радиационно-адиабатической модели парникового эффекта строится интегральная модель изменения климата Земли, включающая учет тепловой инерции океана и аэрозольного загрязнения верхних слоев атмосферы. Показано, что необратимое (катастрофическое) изменение климата Земли (Парниковая катастрофа) может произойти в относительно недалеком будущем через 200-300 лет.
1. Введение
Климатическая система Земли включает в себя огромное число одновременно протекающих процессов. Эти процессы, идущие одновременно в живой и в неживой природе, имеют самую разную физическую природу и сильно отличаются как по энергетическим и пространственно-временным характеристикам, так и по степени их изученности. Казалось бы, задача моделирования климата, а тем более задача управления климатом, практически неразрешима. В нашей работе мы отказались от традиционного метода моделирования, когда исследователи с самого начала пытаются строить максимально подробные математические (численные) модели
Предварительный анализ причинно-следственной структуры изучаемого явления оказался удивительно плодотворным применительно к задаче моделирования климата, поскольку позволил выстроить своеобразную "иерархию процессов" и обратных связей в системе, что, в свою очередь, позволило существенно упростить задачу уже на этапе собственно математического моделирования.
Переходя к изложению основных результатов, стоит отметить, что подобный метод предварительного анализа причинно-следственной структуры явления может оказаться полезным не только на этапе моделирования, но и на этапе поиска путей оптимального управления сложными явлениями, включающими в себя большое число параллельно протекающих процессов.
2. Роль различных процессов в формировании химического состава атмосферы и температурного режима Земли
2.1. Круговорот углерода.. Недостаточность биологических механизмов удаления СО 2.
На Рис.1 указано количество углерода (в пересчете на см 2 земной поверхности) в различных геосферах Земли и интенсивность (скорость) его перехода между основными областями локализации, выраженная в единицах 
= 10-6 г/см 2 в год [1].
Рис. 1. Круговорот углерода. (Кликайте, чтобы посмотреть)( = 10-6 г/см 2 в год.)
Отметим факт значительной (на несколько порядков) недостаточности биологических механизмов изъятия СО 2 из атмосферы по отношению к его техногенному выбросу. Несмотря на то что, общая продукция органических веществ в результате фотосинтеза 8530 (в пересчете на углерод), значительно выше уровня техногенного выброса СО 2 350 , большая часть органического углерода, благодаря процессам дыхания, гниения, пожарам и т. д., снова возвращается в атмосферу в виде СО 2 . Разница между биогенным связыванием (фотосинтез + образование карбонатов) СО 2 и выделением связанного в результате фотосинтеза СО 2 (дыхание, пожары и т.п.) невелика и составляет всего 8.8 , что почти в 50 раз меньше уровня техногенного выброса СО 2 в атмосферу. К сожалению, во многих публикациях (особенно в научно-популярных) сравниваются величины общей продукции органических веществ в результате фотосинтеза и техногенного выброса СО 2 , что создает иллюзию тривиальной обратимости современных изменений в атмосфере Земли.
Была проанализирована роль различных биоценозов в долговременном извлечении СО 2 из атмосферы. Вопреки достаточно распространенному мнению, что "лес - легкие планеты", оказалось, что роль биоценозов лесов в долговременном связывании СО 2 крайне мала, поскольку практически весь связанный благодаря фотосинтезу углерод возвращается в атмосферу в виде СО 2 вследствие процессов дыхания, гниения отмирающих листьев и древесины, а также лесных пожаров.
Для долговременного извлечения СО 2 из атмосферы необходимо, чтобы значительная часть связанного в результате процессов фотосинтеза углерода оказывалась недоступна для процессов окисления. Такие условия существуют только в биоценозах болот и биоценозах тропических морей (см. Рис.2.).
В биоценозах болот отмирающая растительность попадает в стоячую воду с крайне низким содержанием растворенного кислорода и накапливается там, практически не разлагаясь (частичное анаэробное разложение с образованием метана не меняет общей картины). Накапливающиеся в болотах частично разложившиеся остатки растительности образуют торфяные пласты, из которых впоследствии формируются месторождения бурого и каменного угля.
За последние 100 лет общая площадь болот на Земле сократилась почти в два раза и продолжает сокращаться в результате их осушения. Соответственно уменьшается количество извлекаемого из атмосферы СО 2 . Следует отметить, что зачастую осушение болот сопровождается вымиранием эндемичных видов, приспособленных к существованию в определенных условиях конкретных болот, расположенных в конкретной климатической зоне. Поэтому восстановление площади болот связано сегодня не только с трудностью изъятия земель из сельскохозяйственного оборота, но и невозможностью восстановления в ряде случаев полноценных биоценотических сообществ.
В биоценозах тропических морей изъятие СО 2 из океанической воды, куда он попадает из атмосферы, происходит несколько иным образом. Углекислый газ используется в качестве "строительного материала" гетеротрофными организмами при образовании известковых раковин и чехлов. Практически все карбонаты земной коры (известняки, доломиты, мрамор, мел и т.д.) имеют биогенное происхождение. Среди наиболее важных климатообразующих видов отметим коралловые полипы и фораминиферовый планктон (всего около 80 видов).
К сожалению, состояние климатообразующих биоценозов тропических морей изучено слабо. Имеются разрозненные сведения о гибели коралловых рифов [2] . Систематический мониторинг состояния фораминиферового микропланктона не проводятся, хотя можно предположить, что в результате сброса гербицидов и пестицидов в Мировой океан одним из наиболее уязвимых компонентов биоценоза тропических морей окажется именно фораминиферовый планктон.
Поскольку представляется маловероятным, что скорость биологических механизмов удаления СО 2 из атмосферы может увеличиться более чем в 50 раз (чтобы компенсировать техногенный выброс СО 2 ), был проведен анализ процессов в неживой природе, влияющих на концентрацию углекислого газа с целью поиска механизмов, обеспечивающих устойчивость химического состава атмосферы, а значит и устойчивость всей климатической системы нашей планеты.
2.2. Парниковая катастрофа. Роль природных (неантропогенных) источников СО 2.
На Рис. 2. изображена причинно-следственная диаграмма основных климатообразующих процессов. Стрелками обозначены причинно-следственные связи между процессами (черными - прямое действие; белыми - обратное (тормозящее)). Стрелка, перечеркнутая крестом, обозначает причинно-следственную связь, существовавшую в прошлом, но разрушенную (или ослабленную) в результате антропогенного воздействия. (Кликайте, чтобы посмотреть)
Рис. 2. Причинно-следственная диаграмма основных климатообразующих процессов.
Анализ процессов в неживой природе не обнаружил там механизмов поддержания устойчивости химического состава атмосферы Земли (прежде всего, в отношении СО 2 ). Выявленные отрицательные обратные связи в системе "концентрация СО 2 - среднепланетарная температура", либо носили характер простого демпфирования, как, например, в случае растворения в водах Мирового океана дополнительного количества СО 2 при увеличении его концентрации в атмосфере или тепловой инерции Мирового океана, либо были относительно слабы, как в случае обратной связи "температура - влажность - - альбедо". Необычная отрицательная обратная связь, связанная с перестройкой течений в Северной Атлантике даже может привести к временному похолоданию на севере Евразии и в Америке (своеобразному микроледниковому периоду) [3-5] , но на роль глобального стабилизирующего фактора ни одна из выявленных отрицательных обратных связей не подходила.
Зато оказалось, что в неживой природе существует немало процессов реализующих сильную положительную обратную связь "концентрация СО 2 - среднепланетарная температура". По существу, эти процессы связаны с природными (неантропогенными) источниками поступления СО 2 в атмосферу, которые активизируются при повышении среднепланетарной температуры Земли (Рис.2.). Среди таких источников особо следует выделить следующие:
Как уже отмечалось, общим свойством вышеперечисленных потенциальных природных источников СО 2 является наличие сильной положительной обратной связи "температура - концентрация СО 2 ", что может привести к лавинообразному росту концентрации СО 2 в атмосфере даже при условии полного отказа от сжигания углеродсодержащего минерального топлива (уголь, нефть, газ). В условиях разрушения природных биосистем, участвующих в извлечении СО 2 из атмосферы, это может вызвать необратимое изменение химического состава атмосферы, а следовательно, и климата Земли. Для обозначения сценария необратимых изменений климата в результате роста концентрации СО 2 нами был введен термин "Парниковая катастрофа" [6-10].
Подводя некоторый итог, можно сделать вывод об отсутствии в настоящий момент эффективных механизмов ограничения роста концентрации СО 2 в атмосфере. Относительная стабильность климатических параметров сегодня, в основном, связана с инерцией климатической системы (тепловая инерция океана, существование значительных по объему резервуаров для парниковых газов - атмосфера, океан, биосфера).
В этой связи особый интерес представляет оценка конкретной величины возможных изменений основных климатических параметров и, прежде всего, среднепланетарной температуры на Земле.
Исходя из вышеизложенного, рост концентрации СО 2 , по-видимому, продолжиться как в ближайшей, так и в отдаленной перспективе. Это с неизбежностью будет приводить к росту среднепланетарной температуры Земли.
Несмотря на то, что со времени первых сообщений о возможной роли парниковых газов в формировании температурного баланса Земли и других планет [11] прошло уже почти 150 лет, до сих пор оценки зависимости парникового эффекта, получаемые разными авторами отличаются почти в десять раз (!!!), от 
(при удвоении СО 2) 
10 С [12] и до (при удвоении СО 2) 
50C (IPCC). В значительной степени это определяется необходимостью дополнительных допущений в рамках традиционных радиационно-конвективных моделей [13].
Недостатком ранних радиационных и более поздних радиационно-конвективных моделей [13, 14] является необходимость подробного рассчета радиационных и конвективных потоков тепла как собственно в атмосфере, так и в системе атмосфера-суша-океан. Вычислительные сложности, связанные с численным решением 3-мерной сильнонелинейной задачи заключаются не только в ограниченной памяти и быстродействии современных вычислительных машин, но и в существовании принципиальных (неалгоритмических) неустойчивостей в изучаемой системе. Неизбежное для подобных систем упрощение задачи приводит неконтролируемой потери точности в окончательных результатах.
Целью наших исследований было построение аналитической модели парникового эффекта, позволяющей получать надежные оценки в пределах, по крайней мере, 50% процентной точности в широком диапазоне изменения концентрации парниковых газов и среднепланетарной температуры поверхности. Такую модель мы назвали "Радиационно-адиабатической моделью парникового эффекта".
Основное отличие данной модели от традиционных радиационно-конвективных моделей парникового эффекта заключается в том, что роль конвективных явлений теплопереноса ограничивается формированием, так называемого, адиабатического температурного градиента 
в нижней радиационно-активной части атмосферы (тропосфера).
, (1)
где 
- температура поверхности планеты (Земли), 
- высота над уровнем поверхности.
Это предположение можно считать оправданным, поскольку адиабатический температурный градиент, формирование которого происходит в результате вертикальных перемещений воздушных масс, слабо зависит от конкретных динамических параметров такого перемещения и в широком диапазоне их изменения определяется физико-химическим составом атмосферы и ускорением свободного падения вблизи поверхности планеты.
, (2)
где 
- ускорение свободного падения (для Земли 
); 
- изобарная теплоемкость газового состава атмосферы (для Земли 
);
- коэффициент, определяемый влажностью воздуха и содержанием в нем водяных аэрозолей. Для сухого воздуха коэффициент = 1 . В общем случае всегда меньше 1 (тропические пустыни), и, как правило, больше 0.6 ( экваториальный пояс). Адиабатический градиент существует на всех планетах Солнечной системы, имеющих атмосферу, и достаточно точно описывается формулами (1,2).
Считая распределение газов в атмосфере планеты известным 
, а также, считая известными спектральные свойства каждого из парниковых газов ( 
- спектральный коэффициент поглощения(излучения)), нетрудно записать выражение для спектральной мощности теплового (длинноволнового) излучения элемента атмосферы, расположенного на некоторой высоте z , в окружающее пространство:
, (3)
где
(4)
- спектральная мощность "первичного" излучения элемента атмосферы, расположенного на высоте 
, а
(5)
- коэффициент поглощения вышележащих слоев атмосферы. Величина характеризует как излучательную, так и поглотительную способность i - го парникового газа (в соответствии с законом излучения Кирхгофа); 
- коэффициент, зависящий от размерности модели (в 3-х мерном сферически симметричном (квазиодномерном) случае необходимо дополнительно выполнить интегрирование по телесному углу в пределах верхней полусферы). Функция характеризует изменение плотности i - го парникового газа с высотой. Плотность большинства парниковых газов меняется с высотой 
в соответствии с барометрической формулой:
(6)
(в приближении изотермической атмосферы), где 
- средняя молярная масса воздуха; 
- масса атома водорода; 
- постоянная Больцмана, 
- плотность i - го парникового газа на уровне моря ( поверхности планеты).
Существует ряд парниковых газов, для которых барометрическая формула (6) принципиально неприменима. Концентрация одних, например озона, зависит от протекающих в атмосфере химических реакций и имеет сложный характер зависимости от высоты. Концентрация других, и среди них такой важный парниковый газ как пары воды, определяется процессами конденсации и испарения. Изменение концентрации паров воды в атмосфере определяется, в основном, температурой окружающего воздуха, которая, в свою очередь (в рамках радиационно-адиабатической модели) линейно зависит от высоты :
(7)
В соответствии с имеющимися оценками [4] , наибольший вклад в тепловое излучение Земли вносит атмосфера (95%), причем основную роль играют 2 парниковых газа - углекислый газ СО 2 и пары воды Н 2 О. Поэтому, практически без потери общности, на основе (1-7) мы можем записать выражение для суммарной мощности теплового излучения Земли в окружающее пространство в следующем виде:
(8)
Условие радиационного баланса для состояния термодинамического равновесия требует равенства падающей и излучаемой планетой энергии:
(9)
где 
- солнечная постоянная и 
- альбедо планеты считаются константами.
Таким образом, требование постоянства излучаемой планетой в окружающее пространство мощности теплового излучения позволяет получить формальное аналитическое решение задачи о связи малых приращений концентрации СО 2 и среднепланетарной температуры Земли:
(10)
.
На первый взгляд кажется, что на пути получения окончательного аналитического выражения для 
предстоит преодолеть немалые вычислительные трудности, однако, на самом деле, наличие специальной трансляционно-дилатационной группы преобразований параметров 
, оставляющих инвариантной функцию 
(11)
где 
- средний (для Земли) адиабатический градиент, 
- высота, на которой плотность воздуха уменьшается в e раз, позволяет практически сразу получить аналитическое выражение для величины дифференциального парникового эффекта (причем сразу в интегральной форме для произвольно больших изменений концентрации углекислого газа 
):
(12)
Полученный результат допускает простую и наглядную интерпретацию, демонстрирующую физический смысл трансляционно-дилатационной симметрии (11) для функции мощности теплового излучения планеты 
(8). Действительно, нетрудно видеть, что преобразования (11), по существу, эквивалентны замене переменных интегрирования в выражении (8):
(13)
что может быть интерпретировано как сдвиг основных характеристик атмосферы вдоль шкалы высот на величину
. (14)
Для проверки работоспособности полученных соотношений, радиационно-адиабатическая модель была использована для оценки величины парникового эффекта существующего на Венере, поскольку никаких дополнительных предположений, ограничивающих применимость данной модели только случаем земной атмосферы, сделано не было. Действительно, известно, что плотность СО 2 у поверхности Венеры более чем на 5 порядков превышает плотность углекислого газа у поверхности Земли. ( 
). Исходя из этого нетрудно рассчитать высоту 
, на которой плотность СО 2 в атмосфере Венеры соответствует плотности СО 2 в радиационной сфере Земли 
(для неизотермической атмосферы). Зная величину адиабатического градиента для атмосферы Венеры 
, получаем оценку для абсолютной величины парникового эффекта
(15)
Реально наблюдаемый парниковый эффект на Венере составляет 
, что всего на 25% ниже рассчитанного значения. Такую точность можно считать успехом, учитывая столь большие различия в концентрации СО 2 (105 ), альбедо и других физико-химических параметров атмосферы Земли и Венеры..
Более того, в рамках радиационно-адиабатической модели оказалось возможным провести анализ ввеличины погрешности основного результата (12), наличие которой является неизбежным следствием сделанных упрощений. Несложно показать, что для Земли максимальная оценка погрешности результата не будет превосходить 37% от величины дифференциального парникового эффекта.
. (16)
Данная погрешность возникает в результате пренебрежения вкладом земной поверхности в общее тепловое излучение Земли, зависимостью альбедо Земли от среднепланетарной температуры, отличия реально наблюдаемого в атмосфере Земли адиабатического градиента от его среднего значения, исключения из рассмотрения "малых парниковых газов". Можно показать, что учет неизотермичности атмосферы Земли, а также широтного распределения температуры и влажности в широком диапазоне значений не влияют на окончательный результат.
Вместе с тем, применение радиационно-адиабатической модели для оценки дифференциального парникового эффекта в результате антропогенного увеличения концентрации СО 2 в атмосфере Земли, которое составило уже около 30% за весь период техногенной стадии развития нашей цивилизации, в рамках радиационно-адиабатической модели дает величину:
, (17)
что не только превышает оценки, полученные в других работах, но и почти в 10 раз превышает реально наблюдаемое повышение среднепланетарной температуры Земли за последние 300-400 лет. На самом деле здесь нет никакого противоречия. Полученные в рамках радиационно-адиабатической модели оценки являются асимптотическими, то есть не учитывающими тепловую инерцию океана, которая снижает скорость изменения среднепланетарной температуры. Ниже мы покажем, что учет тепловой инерции океана позволяет не только получить соответствие теоретических и наблюдаемых значений результирующего повышения среднепланетарной температуры, но и детально воспроизвести реальный ход температуры в 20 веке.
4. Модель изменения климата Земли с учетом тепловой инерции Мирового океана и аэрозольного загрязнения верхних слоев атмосферы.
Интегральную модель, описывающую динамику изменения среднепланетарной температуры Земли с учетом результатов радиационно-адиабатической модели парникового эффекта можно записать в следующем виде:
(18)
где 
- изменение во времени среднепланетарной температуры Земли, 
- время релаксации климатической системы, определяемое суммарной тепловой инерцией Мирового океана, ледников, атмосферы и суши, 
- начальные (доиндустриальные) значения среднепланетарной температуры и плотности СО 2 у поверхности Земли, 
- изменение во времени концентрации СО 2 , 
- изменение во времени температурного форсинга, связанного с аэрозольным загрязнением верхних слоев атмосферы (стратосфера).
Отметим, что в (18) для оценки температурного форсинга, связанного с парниковым эффектом:
, (19)
выбран коэффициент, соответствующий нижней границе доверительного интервала (16).
Изменение средней концентрации углекислого газа 
с начала индустриальной эпохи до наших дней хорошо апроксимируется экспоненциальной зависимостью от времени:
, (20)
где 
- соответствует 2000 году, а 
45 лет, что соответствует ежегодному росту выброса СО 2 на 2,25%. Возможное принятие мер по ограничению выброса СО 2 в атмосферу приведет к замене экспоненциального роста концентрации СО 2 на линейный. Нами рассмотрено 3 сценария роста концентрации СО 2 в атмосфере Земли:
Важность учета аэрозольного загрязнения верхних слоев атмосферы (стратосферы) для оценки изменения среднепланетарной температуры поверхности Земли отмечалась еще в работе Будыко 1974г. [15] . Позже интерес к этой проблеме значительно возрос в связи с проблемой изучения феномена " ядерной зимы " [16].
Для описания антропогенного аэрозольного загрязнения верхних слоев атмосферы выбрана следующая зависимость от времени:
. (21)
То есть, предполагается, что до 1939 г. антропогенное аэрозольное загрязнение верхних слоев атмосферы отсутствовало, а после 1939г., резко увеличившись, осталось неизменным до настоящего времени .
Это допущение обосновывается тем фактом, что сажевые (наиболее оптически активные) аэрозоли могут попасть в стратосферу только в результате образования тропосферного канала - мощного восходящего потока воздуха, доставляющего аэрозольные частицы непосредственно в стратосферу. (При поступлении сажевых аэрозолей в нижние слои тропосферы они становятся центрами конденсации и довольно быстро " вымываются " дождями из атмосферы).
До 1939 года сажевые и пылевые частицы попадали в стратосферу практически исключительно в результате естественных процессов, таких, как извержения вулканов. После 1939г. ситуация изменилась - началась 2-ая Мировая война. Во время крупных пожаров городов, нефтехранилищ создавались условия для образования тропосферных каналов и поступления сажевых аэрозолей в атмосферу. После окончания 2-й Мировой войны основным источником аэрозольного загрязнения стратосферы стали испытания ядерного оружия в атмосфере, а после их запрета - полеты гражданских самолетов в тропопаузе. Действительно, образующиеся при работе реактивных двигателей самолетов сажевые частицы непосредственно попадают в стратосферу.
Таким образом, форма ступенчатой зависимости от времени функции представляется достаточно обоснованной. При этом для оценки конкретной величины 
данных, к сожалению, недостаточно, как, впрочем, и для непосредственного расчета времени релаксации климатической системы , поскольку для этого требуется, по существу, полная реконструкция 3-х мерной картины течений в Мировом океане.
Таким образом, в модели имеется 2 свободных параметра 
, значения которых выбираются путем сопоставления результатов моделирования с реальным трендом температур 
за время инструментальных наблюдений (1900-2000гг.). Требование минимизации квадратичного отклонения экспериментальных [17] и теоретических значений температур:
(24)
позволяет получить численные оценки параметров, характеризующих инерцию климатической системы 
и величину температурного форсинга для аэрозольного загрязнения стратосферы 
. Следует отметить, что время релаксации - 
лет является здесь "перенормированной" величиной, учитывающей двухкомпонентность парникового эффекта (СО 2 + Н 2 О).
Результаты моделирования приведены на Рис. 3-6.
Рис. 3. Результаты моделирования роста среднеплаенетарной температуры Земли для периода с 1900 по 2010 годы. Точками обозначены данные наблюдений. Отметим неплохое соответствие данных наблюдения и результатов моделирования. (Здесь и в дальнейшем по вертикальной оси отложен прирост среднепланетарной температуры Земли по сравнению с доиндустриальной эпохой (1600 г.). По горизонтальной оси - время.)
Рис. 4. Результаты моделирования для периода с 1600 по 2050 годы. Общее повышение среднепланетарной температуры по сравнению с доиндустриальной эпохой (1600-1700 годы) в соответствии с моделью составляет 1.30 К, что находится в хорошем соответствии с палеоклиматическими данными, полученными на основе анализа динамики горного оледенения и некоторыми другими методами.
[5~
Рис. 5. Прогноз повышения среднепланетарной температуры Земли на период до 2100 года. Сплошной линией обозначен график повышения температуры при сохранении современных темпов роста концентрации СО 2 в атмосфере ( 1 ). Вариант развития климатических изменений (Т) в случае, если вступит в силу международная конвенция о фиксации уровней техногенного выброса СО 2 в атмосферу на уровне 2000 года показан прерывистой линией ( 2 ). Результаты моделирования (повышение температуры к 2100 г. на 5-80 К по сравнению с современным уровнем) находятся в удовлетворительном согласии с результатами, получаемыми другими авторами.
Рис. 6. Результаты моделирования изменения среднепланетарной температуры Земли на период до 4000 года. Сплошной линией обозначен график повышения температуры при сохранении современных темпов роста концентрации СО 2 в атмосфере ( 1 ). Прерывистой линией обозначены варианты развития климатических изменений (Т) в случае, если техногенный выброс СО 2 будет зафиксирован на уровне 2000г. ( 2 ) или на уровне 2100г. ( 3).
Нетрудно видеть, что результирующее повышение среднепланетарной температуры Земли может составить десятки и сотни градусов (даже в случае ограничения техногенного выброса СО 2 ). Следует отметить, что на Рис.6. представлен " оптимистический " вариант изменения среднепланетарной температуры Земли, поскольку, во-первых, для моделирования использована асимптотическая оценка парникового эффекта, соответствующая нижней границе доверительного интервала (16, 19), a , во-вторых, модель пока не учитывает положительные обратные связи " температура - концентрация СО 2 в атмосфере " , которые могут привести к лавинообразному увеличению концентрации СО 2 в атмосфере и еще сильнее сузить временные рамки существования на Земле условий, приемлемых для существования жизни и человеческой цивилизации.
Заключение
Результаты, изложенные в настоящей работе, заставляют сделать вывод о существовании беспрецедентной опасности, связанной с ростом среднепланетарной температуры Земли вследствие парникового эффекта.
Возможность предотвращения необратимых изменений климата Земли обусловлена реализацией целого комплекса мероприятий, включающих следующие направления:
Конечно, перечисленные меры далеко не равноценны, как по степени влияния на климат, так и по необходимым для их осуществления средствам, однако только их одновременная реализация, на наш взгляд, позволит избежать драматических последствий изменения климата Земли.
Выбор оптимальной стратегии в условиях неполноты информации, необходимость параллельного проведения широкого спектра исследований, ограниченность временных и материальных ресурсов - все это крайне усложняет задачу планирования необходимых для стабилизации климата Земли мероприятий.
Вместе с тем, учитывая крайнюю степень опасности происходящих изменений климата Земли, человечество и, прежде всего, промышленно развитые страны должны в самое ближайшее время договориться о проведении согласованной политики в данной области и о выделении необходимых средств, как для проведения полномасштабных исследований, так и для осуществления комплекса мер по стабилизации климата Земли.
В заключение хотелось бы выразить огромную благодарность С.И. Розанову, Г.Н. Берестовскому, Н.Г. Есиповой, Д.В. Рундквисту, В.М. Липунову, С.П. Капице, А.В. Бялко, В.В. Бурдюже Г.С. Голицину, В.И. Морозу, Л.В. Ксанфомалити, В.В. Смолянинову, а также В.Н. и Е.В. Карнауховым за плодотворное обсуждение результатов и помощь в работе.
Список литературы
p. 569-572, 1999.
Сюда же. Например ускорение реакции CaCO3 = CaO + CO2 в литосфере при повыщении температуры на поверхности - это вообще нонсенс. Общая химия на первом курсе, видимо, совсем мимо автора прошла. То есть получается, что исходных данных для расчетов изменения температуры просто нет, а есть лишь вопли с целью деньговыколачивания. Есть ведь недавний и классический пример - "озоновые дыры" как двигатель бизнеса по замене хладагентов.
|
http://science.ng.ru/polemics/2001-06-20/3_accident.html
|
|
|
|
Большое спасибо, всем, кто проявил интерес к моей работе. Отметим, что целью проекта Парниковая катастрофа было не только познакомить посетителей портала Русский переплет с результатами исследования климатической системы Земли, но и изучить реакцию людей, имеющих различный образовательный, интеллектуальный и культурный уровень на эти результаты. В этой статье я постараюсь проанализировать некоторые возражения, высказанные читателями Русского переплета в ходе обсуждения моей статьи.
Тибор (15853) Действительно, наполнение атмосферы парниковым газом будет способствовать более интенсивному фотосинтезу и до определенного момента количество живых организмов будет увеличиваться, однако повышение температуры на 1000С убьет все живое на нашей планете. Все дело в конкретной величине парникового эффекта.
Тибор (15853) По мнению геологов, в обозримом прошлом имели место эпохи резкого роста вулканической активности, что сопровождалось заметным ростом выброса парниковых газов, и, тем не менее, это не приводило к катастрофическим последствиям. Леша- A.Deshere, ИФЗ РАН (16338)Существует несколько важных отличий современной ситуации и эпох увеличения парникового эффекта в прошлом. Во-первых, скорость поступления в атмосферу парниковых газов в результате резкого роста вулканической активности в прошлом увеличивалась по сравнению с базовым уровнем всего в несколько раз (по геологическим данным скорости карбонатонакопления). Современный же уровень техногенного выброса СО2 превышает уровень вулканической активности почти в 100 раз. (Рис.2, статья). Во-вторых, резким рост вулканической активности в прошлом и, как следствие, увеличение парникового эффекта можно считать только с точки зрения геологических масштабов времени сотен тысяч и миллионов лет. Биосфера успевала приспособиться к новым климатическим условиям. Происходило появление новых и плавное изменение ареалов обитания ранее существовавших видов. Современные изменения климата происходят столь быстро, что многие виды не успевают ни приспособиться к этим изменениям, ни сменить ареал обитания. И среди этих видов такие важные климатообразующие виды, как коралловые полипы (кораллы), которые сегодня находятся под угрозой исчезновения, как в результате разогрева океана, так и в результате изменения его уровня. В-третьих, в результате человеческой деятельности серьезно нарушена деятельность природных биосферных механизмов, обеспечивавших в прошлом устойчивость климатической системы Земли, а именно биоценозов болот и биоценозов тропических морей (см. рис.2, статья). Таким образом, современная ситуация характеризуется беспрецедентным уровнем выброса СО2, беспрецедентной скоростью увеличения этого выброса, а, также нарушением биосферных механизмов изъятия СО2 из атмосферы.
Luda (15941) Существует много моделей поглощения СО 2 океаном. Различаясь деталями, они, тем не менее, опираются на ряд хорошо известных фактов и позволяют сделать некоторые общие выводы. Приведем основные:
Что касается климатической модели, рассмотренной в моей статье, то там предполагался постоянный уровень поглощения СО 2 океаном на уровне современных 50%. Учет постепенного снижения доли техногенного СО2, поглощаемого океаном (а тем более выброс СО2 из океана) привел бы к еще более пессимистическим прогнозам.К сожалению, сегодня нет даже идей относительно гипотетических механизмов увеличения растворимости СО 2 в океане. Вместе с тем, имеются опасения, что разогрев океанической воды может привести к нарушению устойчивости вертикальной стратификации, так как это имело место в озере Ниос в Кении, когда в результате выброса углекислого газа (который был растворен в глубинных водах озера) погибло несколько тысяч человек.
Тепловая инерция земной коры действительно огромна и ожидать заметного изменения температуры в недрах в результате теплового прогрева (как это обозначено на рис.2) с поверхности Земли в исторической перспективе не стоит. Однако необходимо сделать два важных уточнения. Во-первых, термин Парниковая катастрофа (в публикации 1994 года) использовался в смысле необратимого перехода климатической системы Земли из одного метастабильного состояния (современный климат) в другое (климат, аналогичный климату Венеры) (английский термин catastrophe). В строгом научном смысле Парниковая катастрофа не закончится гибелью человечества и всего живого на нашей планете, что, безусловно, будет финалом ужасной катастрофы в обыденном житейском смысле этого слова (английский термин disaster). Гибель человечества будет лишь одним из этапов планетарной катастрофы (catastrophe), которая сначала будет развиваться быстро (1000С за 300 лет очень высокая скорость по геологическим меркам). Рост концентрации СО2 в атмосфере на этом этапе Парниковой катастрофы будет определяться техногенным выбросом и выделением СО2 из океанов (кстати, пока в расчетах учитывается только техногенный СО2). В дальнейшем скорость роста температуры несколько снизится. Это произойдет как по причине логарифмической зависимости среднепланетарной температуры от парциального давления углекислого газа, так и по причине замедления скорости поступления СО2 в атмосферу из-за прекращения техногенного выброса (гибель человечества), испарения океанов и низкой скорости прогрева земной коры (литосферы). Выход на стационарные значения температуры поверхности Земли, действительно, может занять несколько миллионов лет, в течение которых литосфера медленно прогреваясь будет высвобождать значительные количества СО2 в результате процесса разложения карбонатов (известняков, мрамора, доломитов, мела и т.д. Поскольку общее количество углерода в земной коре примерно соответствует его количеству в атмосфере Венеры, то можно ожидать, что результирующая температура поверхности Земли будет примерно равна температуре поверхности Венеры (порядка 5000С), а давление атмосферы примерно в 300 раз выше современного уровня на Земле (300 атм.) и примерно в 4 раза выше атмосферного давления на Венере (80 атм. из-за отсутствияН2О).Во-вторых, воздействие человека на литосферу в статье рассматривается не в смысле привноса тепла. Бурение скважин, добыча полезных ископаемых, строительство водохранилищ, подземные ядерные испытания могут приводить к возникновению трещин в горных породах и изменению распределения нагрузок на литосферные плиты. В результате существенно может меняться режим флюидопереноса, который, в свою очередь, уже влияет на температурный режим глубинных слоев земной коры и, в частности, на скорость разложения карбонатов.
Леша-A.Deshere, ИФЗ РАН (16338) Первые годы Фанерозоя смутное время в истории Земли. К сожалению, фактических данных мало, много гипотез, по которым нет единого мнения даже среди специалистов. С точки зрения обсуждаемого вопроса следует иметь в виду следующие более-менее установленные факты: - Тот углерод, который в настоящее время находится в земной коре, никогда не был в атмосфере одновременно. Ювенильный СО
Леша- A.Deshere, ИФЗ РАН (16338)Замечание правильное, хотя уж если быть еще более точным то следует учитывать ТЕПЛОВУЮ ИНЕРЦИЮ КЛИМАТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ, которая включает в себя тепловую инерцию океанов, ледников, атмосферы, суши и т.д. Интегральная модель, которая рассмотрена в статье, на самом деле, учитывает именно эту совокупную тепловую инерцию климатической системы в целом. Вместе с тем, нетрудно показать, что Мировой океан вносит наибольший вклад в конечную величину тепловой инерции климатической системы. ..то естественно сработает принцип Ле-Шателье и наверняка вовремя. То есть на начальных этапах потепления Долженков Алексей 18 лет. (17620) Надежда на принцип Ле-Шатилье и на то, что он сработает наверняка вовремя, к сожалению не оправдана. Дело в том, что принцип Ле-Шатилье не работает за пределами устойчивости системы. Поясним это с помощью простой метафоры. Представим себе изящную хрустальную вазу, стоящую на столе. Это простейший пример устойчивой системы. Если мы рукой отклоним вазу на небольшой угол и отпустим ее, то она, покачавшись, вернется в исходное состояние. Здесь принцип Ле-Шатилье работает. Но если мы отклоним вазу на большой угол, то она упадет. И никакой принцип Ле-Шатилье в этом случае ее уже не спасет. Что касается антропогенного воздействия на климатическую систему, то мы сегодня имеем:
Мы не можем сегодня строго рассчитать границу устойчивости климатической системы Земли, однако то, что эта граница существует и то, что именно пересечение этой границы (после чего климатические изменения станут необратимыми) представляет главную опасность для человеческой цивилизации, можно утверждать с высокой степенью уверенности.
Галанин А.В. (21440) С этим утверждением нельзя не согласится. Современное состояние климата Земли в значительной степени определяется парниковым эффектом, абсолютная величина которого в настоящее время составляет около 35  . Если бы не нынешний уровень углекислоты в атмосфере наша планета представляла бы покрытую льдом безжизненную пустыню.
Можно, также, согласиться с утверждением, что небольшой (а главное медленный) рост среднепланетарной температуры Земли был бы во благо человечеству. Увеличилась бы зона благоприятного для проживания человека и сельского хозяйства климата в приполярных областях. Уменьшились бы (по-видимому) площади, занятые пустынями. А ледники Антарктиды не только бы не растаяли, но, напротив, (по-видимому) ускорили бы свой рост. Дело только в том, что в настоящее время происходит устойчивый и абсолютно достоверный рост концентрации углекислоты, а повышение температуры не ограничится 2-3 градусами, которые можно было бы считать допустимыми и даже благоприятными (особенно для России).
Галанин А.В. (21440) Вопрос о том как будет меняться альбедо Земли в результате глобального потепления является одним из наиболее сложных вопросов современной климатологии. С одной стороны, Галанин А.В. совершенно прав, когда говорит, что при разогреве атмосферы увеличится испарение воды, с другой стороны, увеличение количества водяных паров в атмосфере не обязательно должно приводить к увеличению количества облаков. Не углубляясь в физику вопроса, приведем два примера, которые достаточно наглядны. Во-первых, в наших краях (умеренный климат) летом в воздухе существенно больше водяных паров чем зимой, однако облаков летом заметно меньше; во-вторых, если обратиться к данным о широтном распределении облачности, то можно видеть, что чем холоднее климат тем больше облачность, несмотря на уменьшение количества водяных паров от экватора к полюсам. Даже в районах с очень высокой не только абсолютной, но и относительной влажностью (например, район Батуми) в условиях теплого климата количество солнечных дней больше чем в приполярных районах. Метеорологи объясняют это тем, что в условиях теплого климата рост дождевых капель происходит быстрее и влаге труднее удержаться в воздухе в виде облаков. Поэтому уменьшение альбедо (отражательной способности) Земли в результате глобального потепления представляется даже более вероятным сценарием. Впрочем следует заметить, что изменение альбедо по мере роста глобальной температуры может происходить немонотонно в силу нелинейности климатической системы. Построение строгой теории, а также сбор данных (с помощью спутников) об изменении альбедо по мере роста глобальной температуры, представляется весьма важным для получения более точных оценок будущих климатических изменений.
См мой ответ Тибору ранее (16165) Галанин А.В. (17574, 21440) Я совершенно согласен с мнением Галанина А.В. по поводу того, что эта проблема отнюдь не самая главная. Вспомните также озоновые дыры, радиоактивное загрязнение, мутагены, нехватку ресурсов.Поэтому не стоит так сильно акцентировать внимание именно на этой проблеме, а лучше взглянуть на другие.. И прежде всего на взаимоотношение людей и демографию Долженков Алексей 18 лет. (1762 0)Оптимисты, однако: Человечеству осталось жить 300 лет. Да в ближайшие несколько десятков лет такая грызня за ресурсы () начнется, что хотя бы до 2050 дожить. Авллаз (16816) Для человечества намного опаснее могут быть техногенные загрязнения воды!!! и почв Тибор (15853) Парниковой катастрофы не будет. Будут досадные неприятности Yuli (15896) Если честно, то меня очень расстроили эти высказывания. Почему? Во-первых, потому, что, конечно же, ни одна из проблем, стоящих перед человечеством, не может сравниться с Парниковой катастрофой. Ни озоновые дыры, ни нехватка ресурсов, ни демографические проблемы, ни даже радиоактивное загрязнение не несут угрозы полного физического уничтожения ВСЕГО населения Земли. А Парниковая катастрофа может полностью уничтожить жизнь на Земле. Неужели мне не удалось это донести до читателей? Во-вторых, после прочтения моей статьи должно было бы стать понятным, что не существует проблемы нехватки ресурсов нефти и газа, из-за которых действительно идет сегодня грызня. Добыча углеродсодержащих энергетических ресурсов должна быть запрещена и как можно скорее. Зачем же тогда из-за них драться? В-третьих, в статье я постарался достаточно подробно аргументировать свои выводы и рассчитывал на хоть немного аргументированные возражения. Фраза Парниковой катастрофы не будет. Будут досадные неприятности - в этом смысле является эталоном полного отсутствия даже попытки аргументировать свое мнение. Вместе с тем, уже сегодня досадные неприятности связанные с перестройкой климатической системы уносят сотни человеческих жизней и наносят ущерб в десятки миллиардов долларов (наводнения в Европе, и на Северном Кавказе, засухи в США, Канаде, Австралии, Украине, Румынии, Болгарии).
Продолжение следует Карнаухов А.В.
|
|
Хочу высказать (кратко) свое мнение по поводу ответов А. Карнаухова не поставленные вопросы. 1. На вполне лаконичные и конкретные вопросы получена демагогия автора. 2. Не указаны конкретные источники (из которых автор приводит некоторые данные). 3. Мне не понятно, зачем автор старается вбить в популярной форме указанную надуманную проблему широкой публики. Если это лишь для того, чтобы ╚изучить реакцию людей, имеющих различный образовательный, интеллектуальный и культурный уровень на эти результаты╩, то это явная глупость. Как видно из вопросов автору все понимают указанную проблему однозначно как лженаучную. И т.д. Теперь несколько слов непосредственно по поводу ответа с т.з. физики. (Прошу извинения у читателей, но некоторый ликбез для автора) 1. Автор неоднократно, без каких либо обоснований с т.з. физики, указывает на повышение температуры на Земле (В одном случае на 100 С, а в другом - до порядка 500 С). Хочется заметить автору, что даже если стать на его т.з., то следует констатировать, что в этом случае общая мощность излучения с Земли увеличится практически на порядок. (Стабильность температурного режима определяется поступающей энергией и энергией переизлучения: для Земли это - порядка 300 К, для Венеры порядка 330 К!) Сравнение же с Венерой как это делает автор не правомерно, т.к. там атмосфера более мощная по сравнению с земной. Будь атмосфера Земли столь же (или более) мощной температура на ее поверхности так же была бы выше (сравнима с температурой Венеры)! 2. Далее автор постоянно утверждает, что из-за окон непрозрачности для углекислого газа возникнет ╚парниковый эффект╩. Хотелось бы напомнить, что любой газ имеет свой спектр поглощения, однако энергия указанной частоты данным газом переизлучается (В частности непрерывным спектром, т.ч. полученная энергия равна излученной). Аналогичная картина наблюдается и для рассматриваемого случая СО2. Более того, теплопроводность любого газа, включая СО2, выше энергии излучения. (если это не известно автору, он может проделать такой опыт: взять термос с ╚вакуумной изоляцией╩ и ╚углекислотной изоляцией╩ и сравнить результат удержания температуры в указанных случаях!). После сказанного в п.п. 1, 2 можем подвести некоторые итоги. В случае, если бы Земля (T=300 К) находилась на орбите Венеры, а Венера (T=740 К) на орбите Земли, то и температура на поверхности Земли была бы 330 К (без учета некоторого повышения парциального давления пара), и соответственно, Венеры - 710 К. В случае же если земная атмосфера была бы такой же мощной, как на Венере (состав земной атмосферы неизменный) ее температура поднялась бы до порядка 710 К! 3. На многие действительно актуальные вопросы автор так и не ответил, ограничившись очередной деклорацией: ╚Если честно, то меня очень расстроили эти высказывания. Почему? Во-первых, потому, что, конечно же, ни одна из проблем, стоящих перед человечеством, не может сравниться с Парниковой катастрофой. Ни озоновые дыры, ни нехватка ресурсов, ни демографические проблемы, ни даже радиоактивное загрязнение не несут угрозы полного физического уничтожения ВСЕГО населения Земли. А Парниковая катастрофа может полностью уничтожить жизнь на Земле. Неужели мне не удалось это донести до читателей?╩ Все о чем утверждает автор в приведенной выдержке говорит о его больном воображении мнимой катастрофы. (см. мое пояснение выше!). Фраза же Парниковой катастрофы не будет. Будут досадные неприятности - в этом смысле является эталоном ответа автору! Аргументы, необходимы тогда, когда имеется какаая-то неточность, но не антинаучное высказывание и полное отсутствие понимания физических процессов происходящих в атмосфере Земли (Венеры). Печально, что на ТВ не рассматривался указанное здесь ранее мной пожелание: - В атмосфере Земли постоянно происходит мощная конвекция. Двуокись углерода достаточно хорошо растворяется в воде. Указанных фактов достаточно, чтобы исключить "парниковый эффект". Хотелось бы, чтобы на передаче указанные явления были рассмотрены. Эдуард. В случае если бы автор рассмотрел указанные явления, то отпала бы необходимость в данном пояснении, т.к. в этом случае он понял бы, что энергия поступает в верхние слои атмосферы за счет конвекции, а излучение происходит с ее верхней области, т.е. ничего серьезного ╚парниковый эффект╩ не несет. Такой же надуманной является и ╚ядерная зима╩, о которой автором для сравнения было указано в ТВ. Эдуард.
|
Путаете результирующее излучение с поверхости в атмосферу и излучение за пределы атмосферы ---- Сравнение же с Венерой как это делает автор не правомерно, т.к. там атмосфера более мощная по сравнению с земной. Будь атмосфера Земли столь же (или более) мощной температура на ее поверхности так же была бы выше (сравнима с температурой Венеры)!... 2. Далее автор постоянно утверждает, что из-за окон непрозрачности для углекислого газа возникнет ╚парниковый эффект╩. Хотелось бы напомнить, что любой газ имеет свой спектр поглощения, однако энергия указанной частоты данным газом переизлучается ---- Важна оптическая толщина. Если газ не поглощает в инфракрасной области спектра, то хоть в сотню раз атмосфера будет мощнее земной, парникового эффекта не добится. А вот если он будет сильно поглощать - то и малых концентраци й хватит. По поводу переизлучения - переизлучает в ОБЕ стороны. Половину в космос, половину возвращает к земной поверхности. Дальше можно не коментировать. И.О.В.
|
Уважаемый ИОВ! На ваше: ╚Путаете результирующее излучение с поверхости в атмосферу и излучение за пределы атмосферы╩ Хочу заметить, что это Вы путаете. ╚Излучение за пределы атмосферы╩ идет именно с верхних слоев атмосферы. Передача же энергии в предела атмосферы происходит за счет теплопередачи и, в частности, конвекции! Вот что мной говорилось по данному поводу: - Более того, теплопроводность любого газа, включая СО2, выше энергии - излучения. (если это не известно автору, он может проделать такой опыт: взять термос - с ╚вакуумной изоляцией╩ и ╚углекислотной изоляцией╩ и сравнить результат - удержания температуры в указанных случаях!). Не поняв вышесказанного, Вы - И.О.В., далее даете неверное пояснение: ╚Важна оптическая толщина. Если газ не поглощает в инфракрасной области спектра, то хоть в сотню раз атмосфера будет мощнее земной, парникового эффекта не добится. А вот если он будет сильно поглощать - то и малых концентраци й хватит. В своем послании А.Карнаухову я показываю, что при любом (даже 100%) поглащении земной атмосферой излучения с поверхности земли это не сказывается на общем излучении Земли в космическое пространство. (См. вышесказанное мной по этому поводу, т.е. энергия с поверхности передается за счет теплопередачи в газовой среде, а излучение в космос происходит непосредственно на границе указанных сред).
|
Попытаюсь все же объяснить, хотя в успехе не уверен (вы даже не понимаете смысла терминов, которыми оперируете, судя по вашим 2 постам - более ранние не читал). Итак, перенос энергии в атмосфере идет одновременно тремя путями - радиационный (излучение), конвекция, теплопроводность. Теплопроводность газов мала, основные механизмы - излучение и конвекция. Конвекция является мощным механизмом только в нижних слоях атмосферы - перенос энергии конвекцией идет именно в тропосфере. Вынос энергии из тропосферы и дальнейшией ее перенос через более верхние слои осуществляется радиационным путем. См. учебники. Наличие парниковых газов, которые есть и в верхних и в нижних слоях атмосферы (есть одно исключение - водяной пар почти весь сосредоточен только в нижних слоях, почему, объяснять надеюсь не надо?) уменьшает поток энергии, отдаваемой в космос (из-за переизлучения части ее обратно к поверхности), за счет чего растет температура поверхности и само собой ее излучение в ИК спектре (также частично задерживаемое парниковыми газами). В результате баланс потоков энергии восстанавливается. На поверхности же температура превышает эффективную (радиационную) температуру планеты. Кстати, наблюдения Венеры в инфракрасной области спектра дают ее температуру всего в 230К, а на поверхности же она порядка 730К.
|
Вы путаете среднюю температуру поверхности и эффективную температуру (ту на которой она излучает в космос). При наличии атмосферы они отличаются.
|
|
" Вычислительные сложности, связанные с численным решением 3-мерной сильнонелинейной задачи заключаются не только в ограниченной памяти и быстродействии современных вычислительных машин, но и в существовании принципиальных (неалгоритмических) неустойчивостей в изучаемой системе. Неизбежное для подобных систем упрощение задачи приводит неконтролируемой потери точности в окончательных результатах." Из работы складывается впечатление, что именно лаборатория биофизики биоценозов ИБК РАН находится впереди планеты всей в вопросах моделирования глобальных процессов в системе океан-суша-атмосфера. Так ли это? По списку публикаций я вижу, что это не так, понятно, что журнал Биофизика, родная вотчина, а где остальные следы аппробаций? Где публикации в математических журналах? Где отзывы геофизиков и математиков? Где следы выступлений на междисциплинарных семинарах? Неубедительно все это
|
|
По прочтении работы складывается стойкое впечатление, что авторы в недостаточной мере владеют современным математическим аппаратом и знанием конкретных проблем численного моделирования, чтобы делать следующее заключение " Вычислительные сложности, связанные с численным решением 3-мерной сильнонелинейной задачи заключаются не только в ограниченной памяти и быстродействии современных вычислительных машин, но и в существовании принципиальных (неалгоритмических) неустойчивостей в изучаемой системе. Неизбежное для подобных систем упрощение задачи приводит неконтролируемой потери точности в окончательных результатах." --------- но вообще-то он не одинок в подобных оценках. Так же считают например и МГЭИКовцы см., н-р, "Второй Доклад МГЭИК об оценках изменения климата, 1995 г.", Ю.А. Кравцов "Физические аспекты моделирования изменений в климатической системе" (СОЖ, ╧4, 1997)
|
Текущее (более высокое, чем обычно) значение CO2 в атмосфере может быть объяснено ограниченной скоростью роста планктоновой массы в мировом океане.
|
На 6801. Как видно из моего вышеприведенного ответа Вам, я ничего не путаю. Скажу больше, как я уже указывал раньше, атмосфера планеты является своеобразной защитой планеты и, чем больше атмосфера, тем больше разность поверхностной температуры и температуры излучения (В качестве примера можно привести, например, Юпитер, атмосфера которого достаточно большая и она не позволяет определить ее глубину, т.е. определить поверхностную температуру указанной планеты.) На 6802. Здесь я Вас не понял, если, в конечном счете, до Вас дошло, что ╚в случае высокой оптической толщины атмосферы - ее верхние слои╩, т.е. то о чем я постоянно говорю, тогда автоматически отпадает надуманная ╚Парниковая катастрофа, т.к. практически весь СО2 будет находиться ниже области излучения планеты! На 6804. Пару слов по поводу указанной статьи http://iklarin.narod.ru/holod.htm В первых, к подобным публикациям (размещенным не в научном журнале) я отношусь негативно (это мягко говоря). (Вообще возможно, что я не смог получить полный текст, т.к. он обрывается словами: ╚неизбежно наступит глобальное потепление, первые признаки которого уже дают о себе знать╩, а где список литературы?.) Во вторых, озоновые дыры, ФРЕОНЫ, СО2, и т.п. И КЛИМАТ ЗЕМЛИ, на сколько я себе представляю, заказные научные темы. С фреонами и озоновыми дырами, как вроде все сделано, т.е. конкурент снят и об этом пока забыли. По поводу СО2 и парникового эффекта, также все в основном сделано, ограничение всем, кроме США. Мне понятно, когда данный вопрос муссируется на соответственных конференциях заинтересованными лицами, но я никак не могу понять, когда это выносится на публику (Возможно, некоторые, например, Вы и А.Карнаухов, действительно верят в парниковый эффект. Я вижу свой долг указать на глубокое заблуждение указанных господ.
|
Да, объяснить все таки не получилось. Ладно последняя попытка.
Итак, как я понял, вы утверждаете, что при повышении температуры на поверхности планеты, все тепло будет переносится в основном конвекцией и теплопроводностью к границе атмосфера- космос и там эффективно излучаться, а значит в реальности нагрева не будет. При повышении температуры поверхности на 100-500 градусов якобы многократно возрастет излучение энергии в космос, что будет поверхность остужать. Я правильно понял ход вашей мысли?
Итак, вспомним элементарные вещи.
1) За счет чего возникает конвекция в атмосфере за счет того что в поле гравитации нагревающийся снизу воздух (за счет притока тепла от поверхности, прогреваемой солнцем), становится менее плотным и более легким и поднимается вверх, а на его место приходит более холодный и плотный воздух сверху. Для нижних слоев атмосферы тропосферы это действительно так, температура в ней понижается с высотой, и условия для конвекции создаются. Она происходит, и за счет нее переносится очень значительная (но не отнюдь не вся) часть тепловой энергии. Однако выше тропосферы находится тропопауза (где градиент температур почти отсутсвует) и стратосфера, в ней температура наоборот, повышается с высотой (в частности из-за реакции озона на ультрафиолет), и значит условия для возникновения конвекции почти отсутсвуют. В реальности она есть (в силу локальных неоднородностей), но очень слабая. Недаром аэрозоли в стратосфере держаться годами, в то время как в тропосфере они задерживаются максимум на недели. Вынос тепла из тропосферы и перенос через стратосферу происходит благодаря излучению и переизлучению молекулами благодаря лучистому переносу т.е. Конвекция тут уже не работает. Практически не работает и обычная молекулярная теплопроводность в силу разреженности газов столкновения между молекулами происходят относительно нечасто. В нижних слоях атмосферы молекулярная теплопроводность немного сильнее, но тоже очень слаба, по сравнению с другими путями теплопередачи конвекцией (упорядоченым движением большого количества молекул сразу на большие расстояния) и лучистым переносом.
Таким образом, наличие парниковых газов и в тропосфере и в стратосфере приведет к снижению потока тепла от планеты в космос, конвекция не поможет, часть излучения будет заворачиваться назад и разогревать поверхность (разогреваться будет и сама атмосфера само собой). Разогретая поверхность будет излучать больше тепла, но и его часть будет заворачиватся обратно парниковыми газами. В результате установится опять равновесие, если грубо, то когда доля падающей и неотраженной сразу солнечной энергии опять будет равна доле излученной в космос тепловой энергии. Излучение в космос происходит не в каком либо одном тонком слое, а на протяжении всей атмосферы, хотя доля разных слоев конечно разная.
2) Теперь термосах. Как вы думате, зачем колбу термоса покрывают зеркальным покрытием? Для красоты? Нет, для того чтобы отражать инфракрасное излучение, т.е. предотвратить (почти) лучистый теплоперенос. А для того чтобы ограничить молекулярную теплопроводность и конвекцию, удаляют и газ из междустеночного пространства. Т.е. закрывают сразу три пути, по которым тепло уходит из термоса. Конечно, внесение в это пространство достаточного количества углекислого газа увеличит дополнительно прохождение тепла за счет молекулярной теплопроводности (в связи с малыми расстояниями ее вклад будет не такой уж и маленький) и конвекции, парниковые же свойства углекислого газа будут проявлятся довольно слабо на таких малых расстояниях тут и молекулярная теплопроводность и конвекция будут работать эффективно. Однако ваш пример не корректен ведь рассмаривается не случай когда у планеты есть атмосфера либо ее нет в последнем случае и дополнительного разогрева точно не будет, ввиду отсутввия газов, сколько упадет на поверхность энергии, столько в космос обратно и уйдет, температура на поверхности будет равна эффективной температуре. Корретным образом для нашей земной ситуации можно сравнить эффекты, когдв в межстеночное пространство термоса запускается обычный непарниковый газ а в другой такой же термос запускается парниковый газ тот же углекислый, либо чтобы было заметнее метан. Причем при одинаковом давлении. Тогда конечно теплопотери в термосе с парниковым газом будут несколько меньше, чем в термосе с непарниковым газом.
P.S. О распределении температур в атмосфере можно посмотреть тут http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=1164708&uri=lect2-3.html#2-7
|
Основная часть биомассы сосредоточена в наземной растительности, прежде всего в деревьях. Планктон имеет довольно малую биомассу (всего в океанической биомассе около 30-40 Гт углерода, а в наземной около 500 Гт) и малое время жизни. Даже немеряно расплодившись, он вскоре умирает и сгнивает . Углекислый газ в результате поступает обратно в атмосферу. Для того чтобы вывод углекислого газа планктоном был эффективным, надо чтобы были эффективные механизмы его захоронения, чтобы большая часть отмершей органика не смогла опять окислится. Это трудно в современных условиях.
|
Посмотрите рис.2 статья 2002 года и комментарии к нему.
Впрочем, ответ И.О.В. (6810) вполне уместен.
|
А то, п-ста, я могу. Только сформулируйте свой вопрос, п-ста, более конкретно.
|
"Хочу высказать (кратко) свое мнение по поводу ответов А. Карнаухова не поставленные вопросы. 1. На вполне лаконичные и конкретные вопросы получена демагогия автора." Что конкретно в моих ответах Вам не понятно?
В статье имеется список литературы. Кстати, а Вы читали мою статью? Чтобы это сделать, необходимо войти в раздел "Парниковая катастрофа", затем активизировать гиперссылку "Парниковая катастрофа - состояние на январь 2002 года". Там Вы найдете и конкретные литературные источники и формулы, необходимые для понимания проблемы с т.з. (точки зрения?) физики.
Мне тоже не совсем ясно, что и куда я стараюсь вбить? Да еще и в популярной форме. Все-таки, попробуйте прочитать мою статью. По-моему, она (к сожалению) не слишком доступна широкой публике.
Ну почему же? Мы уже получили достаточно нетривиальный результат. До сих пор (за 2 года обсуждения) мне не было задано ни одного вопроса. Участники дискуссии высказывают свои мнения, дают мне советы, критикуют, защищают, поливают меня грязью, поддерживают, но ничего не спрашивают. Для меня это оказалось неожиданным.
Если уж быть точным, то лженаучным может быть научное направление (например, генетика или кибернетика и т.д.). Проблема она или есть или её нет. Но лженаучной она быть не может.
Не стоит приписывать мне какие-то непонятные "т.з.". Когда будете читать статью, обратите внимание, что условие постоянства "общей мощности излучения с Земли" является базисным положением моей модели (см. уравнение 9 в статье).
Немного ликбеза: "Поступающая энергия и энергия переизлучения" измеряется в Ваттах на см2. В Кельвинах же измеряется средняя энергия излученных тепловых фотонов. Эта величина имеет название эффективной температуры. Для Земли эффективная температура около 255 К, для Венеры 220-230 К (из-за большого альбедо).
Дело в том, что по мере увеличения концентрации СО2, испарения океанов и разложения карбонатов атмосфера Земли станет "столь же (или более) мощной", а температура будет "сравнима с температурой Венеры". Я не вижу здесь разногласий с моим оппонентом и тем более, какой либо "неправомерности" подобного рассмотрения.
Вообще-то, это общепринятая точка зрения.
Полученная энергия не всегда равна излученной. В общем случае следует также учитывать теплопроводность и конвективный теплоперенос.
Опыт я, конечно, такой делать не буду. Соглашусь, пожалуй. Хотя сделаю уточнение. "Теплопроводность любого газа выше энергии излучения" только для плотных газов и малых объемов. Например, для верхних слоев стратосферы радиационный энергоперенос превышает теплопроводность.
Зачем же ломится в открытую дверь? Здесь я согласен с моим оппонентом (если не считать небольших расхождений в численных оценках). Более того, именно об этом написано в моей статье и, более того, получена конкретная формула, которая при подстановке венерианского значения концентрации СО2 дает венерианское значение парникового эффекта. Именно этой формулой я и пользуюсь для расчета будущего изменения климата Земли.
Парниковая катастрофа введенный мной и строго определенный термин, обозначающий полное уничтожение жизни на нашей планете на некотором этапе. Я вполне допускаю, что кто-то может высказывать сомнения и дискутировать по поводу вероятности или сроков наступления Парниковой катастрофы. Но утверждение "демографическая проблема (перенаселение) важнее Парниковой катастрофы", по существу, эквивалентное утверждению "перенаселение опаснее, чем гибель всего населения нашей планеты" представляется мне странным (по меньшей мере).
А вот это уже нечто! Вот так! Долой аргументы! Как же это знакомо: "Вспомните, например, некоего Галилея, который своими антинаучными бреднями смущал молодых студентов, денно и нощно изучающих труды великого Аристотеля и Священное писание с тем, чтобы постичь премудрость истинной науки. Вместо того, чтобы бросаться ядрами с Пизанской башни, лучше бы оный Галилей использовал бы свой талант на какое-либо полезное дело. Так нет, в своих лженаучных измышлениях он дошел до того, что стал публично высказывать бредовые идеи о том, что, якобы, это не Солнце вращается вокруг Земли, а Земля вокруг Солнца. "Антинаучное высказывание и полное отсутствие понимания физических процессов" в хрустальных сферах, окружающих Землю плюс абсолютное незнание трудов Аристотеля. Он тоже пытался что-то там доказывать, требовал аргументов, апеллировал к какому-то там Эксперименту. Глупец. Тюремная камера вот единственный надежный аргумент и нам другие не нужны" Нет уж коллеги (господа, товарищи), будьте добры, аргументировать свое мнение, а вопросы формулировать в виде вопросительных предложений. Я, конечно, понимаю, что поливать грязью своих оппонентов для некоторых проще и приятнее, а аргументированные возражения требуют напряжения мозговых извилин, что не у всех получается, но ничего не поделаешь надо стараться. Иначе на вас просто никто не будет обращать внимание.
Во-первых, позвольте мне от себя лично и от имени В.М. нижайше испросить Вашего извинения за то, что мы не смогли выполнить Ваших указаний по поводу указанных фактов, поскольку указанная передача была записана еще до поступления Ваших указаний. Во-вторых, растворение двуокиси углерода в океанической воде достаточно подробно рассмотрено на "Переплете". Что конкретно там Вам непонятно? В-третьих, если бы Вы все-таки прочитали мою статью, то поняли бы (может быть), что автор не только уже давно понял, что энергия поступает в верхние слои атмосферы за счет конвекции (адиабатический градиент), а излучение происходит с ее верхней области (радиационная сфера), но сумел это понимание облечь в математическую форму. Более того, автору удалось получить точное решение, которое привело его к окончательной формуле для парникового эффекта, с помощью которой можно описывать парниковый эффект не только на Земле, но и на Венере (о том, как можно прочитать статью см. выше).
Авторами модели "ядерной зимы" являются академики Будыко, Голицин, Израель, Моисеев . Все, кроме Моисеева, живы здоровы. Вы могли бы обсудить эту модель с ними. Я не сомневаюсь, что они будут польщены Вашим вниманием и с удовольствием выполнят все Ваши указания.
|
╚Однако ваш пример не корректен ведь рассматривается не случай, когда у планеты есть атмосфера либо ее нет в последнем случае и дополнительного разогрева точно не будет, ввиду отсутствия газов, сколько упадет на поверхность энергии, столько в космос обратно и уйдет, температура на поверхности будет равна эффективной температуре. Корректным образом для нашей земной ситуации можно сравнить эффекты, когда в меж стеночное пространство термоса запускается обычный не парниковый газ а в другой такой же термос запускается парниковый газ тот же углекислый, либо чтобы было заметнее метан. Причем при одинаковом давлении. Тогда конечно тепло потери в термосе с парниковым газом будут несколько меньше, чем в термосе с не парниковым газом╩. Данное ваше заявление говорит о вашем полнейшем незнании термодинамики, и я бы не стал его комментировать, если бы не благодарность автора в ваш адрес. (Это означает, что он также мыслит, как и Вы!) В первых, мой пример вполне корректен. Мы не рассматриваем здесь модель планеты, а исследуем влияние ╚парникового╩ газа на теплообмен. Поскольку Вы утверждали и утверждаете, что парниковый газ уменьшает теплопроводность (возвращает часть энергии назад) я и предложил Вам заполнить колбу термоса указанным газом и посмотреть результат этого! Судя же по вышеуказанному ответу, Вы согласились с тем, что при заполнении колбы газом теплообмен увеличится. Хочу теперь посоветовать Вам, проделать указанный Вами эксперимент и убедиться в полном отсутствии ваших познаний в термодинамики (ниже привожу некоторый ликбез для обоснования только что сказанного мной)! Теплопроводность газа практически не зависит от давления до давления, когда длина свободного пробега молекул газа станет сравнимой с расстоянием между стенками колбы, т.е. это достаточно большой вакуум. Далее теплопроводность будет зависеть от давления, т.е. вакуума (в связи с чем, в межстеночном пространстве колбы создается достаточно высокий вакуум). Далее, теплопроводность повышается с подвижностью, т.е. более легкий газ (метан) будет иметь большую теплопроводность по сравнению с СО2. Если Вы в качестве ╚не парникового╩ газа возьмете, к примеру, ксенон, то получите однозначный ответ. ╚Парниковый╩ газ проводит лучше, чем ╚не парниковый╩, т.е. получили обратный результат, который Вы ожидали увидеть! P.S. О распределении температур в атмосфере можно посмотреть тут http://phys.web.ru/db/msg.html?mid=1164708&uri=lect2-3.html#2-7 Распределение температуры и давления в атмосфере Земли можно найти в обширной литературе. Коль Вы привели лекции, то пару слов по поводу данной публикации. Жаль студентов. Хочу прокомментировать лишь одну выдержку: ╚Атмосфера делится на отдельные участки, как это видно из рис. 2.16. Нижний слой атмосферы, называемый тропосферой, содержит 80% массы атмосферы, почти весь водяной пар и облака и характеризуется сильным вертикальным перемешиванием. Сверху тропосфера ограничена тропопаузой, где температура атмосферы меняется очень мало. Выше расположена стратосфера, которая слабо перемешивается. Ее устойчивость обусловливается повышением температуры с высотой в результате радиационного баланса. Возрастание температуры заканчивается в стратопаузе. Выше находится мезосфера, где температура опять падает. Мезосфера содержит лишь 0,1% массы всей атмосферы. Выше мезосферы (H>100 км) находится термосфера, в которой температура опять растет с высотой, достигая 600 К в период спокойного Солнца и более 2000 К в период солнечной активности.╩ Мое мнение по данному вопросу следующее: Приводя температурную кривую, необходимо было объяснить, почему такой ход температурной зависимости с высотой, что авторами не делается (Хотя бы кратко, как, например, это сделано мной выше для двух нижних участков).
|
мое "Сравнение же с Венерой как это делает автор не правомерно, т.к. там атмосфера более мощная по сравнению с земной. Будь атмосфера Земли столь же (или более) мощной температура на ее поверхности так же была бы выше (сравнима с температурой Венеры)!" ответ автора: ╚Дело в том, что по мере увеличения концентрации СО2, испарения океанов и разложения карбонатов атмосфера Земли станет "столь же (или более) мощной", а температура будет "сравнима с температурой Венеры". Я не вижу здесь разногласий с моим оппонентом и тем более, какой либо "неправомерности" подобного рассмотрения. Судя по ответу, автор так и не понял основного отличие моего сообщения от его взгляда на указанную проблему! В связи с чем, ниже даю более детальное пояснение. Здесь я утверждаю, что независимо от состава атмосферы температура на поверхности в соответствии с законами физики будет увеличиваться по мере увеличения указанной атмосферы. Автор же утверждает, что указанное повышение температуры будет только в том случае, если она будет состоять в основном из СО2, т.е. как на Венере, в противном случае повышения температуры происходить не должно. По поводу ╚парникового эффекта я уже ранее говорил здесь. Повторюсь. Указанный эффект заказной и большинство не придерживаются подобного предположения. Вышеприведенное мной разъяснение полностью относится и следующему ответу автора на мое: После сказанного в п.п. 1, 2 можем подвести некоторые итоги. В случае, если бы Земля (T=300 К) находилась на орбите Венеры, а Венера (T=740 К) на орбите Земли, то и температура на поверхности Земли была бы 330 К (без учета некоторого повышения парциального давления пара), и соответственно, Венеры - 710 К. В случае же если земная атмосфера была бы такой же мощной, как на Венере (состав земной атмосферы неизменный) ее температура поднялась бы до порядка 710 К!" Ответ автора: Зачем же ломится в открытую дверь? Здесь я согласен с моим оппонентом (если не считать небольших расхождений в численных оценках). Более того, именно об этом написано в моей статье и, более того, получена конкретная формула, которая при подстановке венерианского значения концентрации СО2 дает венерианское значение парникового эффекта. Именно этой формулой я и пользуюсь для расчета будущего изменения климата Земли. Здесь я говорю об атмосфере без ╚парникового╩ эффекта, автор же говорит об атмосфере с парниковым эффектом. Надеюсь, что автор в конечном счете поймет, что мы говорим об разном, я говорю, что в соответствии с известными законами физики никакой парниковой катастрофы нет и не может быть. Автор же утверждает ,что в соответствии с его выводами основанными на антинаучных представлениях (к примеру, что излучение идет от холодного тела к горячему) что нам угрожает парниковая катастрофа. Далее очередная демагогия автора, отвечать на которую не вижу смысла. ╚Во первых, позвольте мне от себя лично и от имени В.М. нижайше испросить Вашего извинения за то, что мы не смогли выполнить Ваших указаний по поводу указанных фактов, поскольку указанная передача была записана еще до поступления Ваших указаний╩. Прошу прощенья, но указаний я никаких не давал, а попросил рассмотреть конкретный вопрос. В.М. может сам высказаться по поводу вашей публикации здесь и не надо его подставлять. Поднимая вопрос по поводу же растворения СО2 я прежде всего имел ввиду его вывод из атмосферы водой (туман, тучи, дождь). А если автор уже давно понял, что энергия поступает в верхние слои атмосферы за счет конвекции (адиабатический градиент), а излучение происходит с ее верхней области (радиационная сфера), то непонятно, почему он до сих пор никак не может понять, что СО2 при этом располагается ниже области излучения и, следовательно, не оказывает никакого влияния на излучение. ╚Авторами модели "ядерной зимы" являются академики Будыко, Голицин, Израель, Моисеев. Все, кроме Моисеева, живы здоровы. Вы могли бы обсудить эту модель с ними. Я не сомневаюсь, что они будут польщены Вашим вниманием и с удовольствием выполнят все Ваши указания.╩ Могу лишь заметить, что с большим удовольствием обсудил бы указанную тему. Если конечно, как я уже говорил ранее, это не заказная тема, т.к. известные личности, как правило, дорожат своим именем. (Наилучшим было бы, если указанные академики посодействовали публикации статьи на тему атмосфера планет в соответствии с физическими законами, к примеру, в УФН.).
|
Благодарю Вас за ответ. Nik, Вы соскучились по великому и могучему, правдивому и свободному русскому языку? и по Москве? Правда, в Москве нечем дышать, и почти нет деревьев. Это же невыносимо. У нас стало традицией в городе - каждый студент-первокурсник осенью сажает дерево в честь своих родителей прямо во дворе института и затем ухаживает за ним. Даже может прикрепить табличку с именами. По-моему, это приятнее, чем замуровать камень в Арбат (Камни Арбата). О влиянии атмосферного давления на показатель преломления абсолютно чистого воздуха мне известно (из наблюдений на деформационной площадке). Извините, разговорилась видимо, Парниковая катастрофа навеяла. Думаю, не достает в обсуждениях проблемы парниковой катастрофы сундучка геофизика, точно также, как не не отыскался шкафчик геолога Зайцева перед тем, как начали бурение Кольской скважины.
|
> ╚Сейчас же хочу уточнить - как я понял, вы утверждаете что парникового эффекта газов как такового не существует, и высокая температура на поверхности планеты (типа Венеры) будет определяться "мощностью" атмосферы, давлением внизу? Да? Не могли бы вы привести некоторое обоснование╩. Вы верно поняли, действительно, по известным законам физики, температурный режим на планете определяется поступающей энергией Солнца и потерей за счет излучения планеты. Поскольку, как это мной уже указывалось ранее, указанная потеря энергии происходит в основном на границе атмосфера космическое пространство, т.е. в верхних слоях атмосферы, то температура излучения будет в указанной области. Ниже устойчивость (стационарность) атмосферы будет определяться температурным градиентом. Таким образом, чем массивней атмосфера тем большая температура на поверхности планеты! Такое мое краткое пояснение на сей счет. Конечно, я понимаю, что для полного и детального обоснования лучше опубликовать статью по данному вопросу, в связи с чем в предыдущем моем послании я и говорил об этом. > ╚Гарантирую, в случае удачи - Нобелевка вас ждет. Как и "опровержение злобных измышлений физиков", второй век уже "обманывающих доверчивых обывателей"╩. Действительно по данному вопросу нет достойных публикаций (ранее, я уже говорил по поводу приведенной вами лекции). По поводу же ваших гарантий замечу, что и ранее Вы гарантировали дискуссию по поводу ╚ядерная зима╩. Лучше бы посодействовали в публикации на заданную тему, тогда отпала бы необходимость в элементарных пояснениях. > ╚Пока, чтобы хоть немного разобраться в проблеме, рекомендую статью из УФН (если вам что-то типа того нужно) - А.С. Монин, Ю.А. "Климат как проблема физики", УФН, ╧4, 2000. сайт - www.ufn.ru, либо http://ufn.ioc.ac.ru/ Если вы хоть немного разберетесь в ней - хотя бы часть недоумения вашего развеется.╩ С удовольствием ознакомился бы с указанной публикацией, но Далее привожу выдержку : ╚Лицензионное соглашение Свободный доступ к электронной версии журнала "Успехи физических наук" предоставляется только лицам и учреждениям, оформившим подписку на печатное издание Physics-Uspekhi или "Успехи физических наук" (только для российских организаций).
|
И это вы называете обоснованием??? А линк на статью вот http://www.ufn.ru/ufn2000/ufn00_4/Russian/r004d.pdf
|
В предыдущем сообщении Вы просили ╚Не могли бы вы привести некоторое обоснование╩. Сейчас же Вы заявляете ╚И это вы называете обоснованием???╩ Хотелось бы узнать какого типа обоснование вам бы хотелось получить? Ранее довольно подробно было показано, что в нижних слоях атмосферы передача тепловой энергии идет за счет конвекции. Выше указанная передача происходит за счет теплопроводности газа. На последней стадии происходит излучение в космическое пространство. На сколько я себе представляю все, включая автора давно поняли это. (На данном форуме иногда появляются два кадра подобные вам. Лучше бы ответили, что за публикацию http://prognosis.fromru.com Вы здесь рекламируете? Это ни исторические, ни философские, ни научные (физические, технические) и т.д. материалы. Одним словом, фантастика одного из трех). На этом позвольте закончить общение с вами, т.к. практически все сказано, да и судя по другим участникам данная тема здесь потеряла актуальность. За статью в УФН спасибо. (Надеюсь, что ее обсуждение здесь не актуально)
|
1. Усредненные по десятилетиям значения глобальной температуры ╚взяты мной╩ из ╚Nature╩ (есть такой английский журнал). Надеюсь, Вы против него ничего не имеете. Кстати ссылка имеется в статье. В следующий раз читайте внимательнее. Кроме этого, подробную информацию о тенденциях изменения климата можно найти в докладе IPCC (есть такая организация при ООН), опубликованном на сайте http://www.grida.no/climate/ipcc_tar/. 2. Обратите внимание, что и в ╚Nature╩, и в статье из УФН, и в докладе IPCC ход изменения глобальной температуры приведен с точностью до десятых (сотых) градуса. Постарайтесь самостоятельно разобраться с тем, почему ни у кого, кроме Вас не возникает по этому поводу вопросов. Если самостоятельно не получится, то я помогу. 3. Поскольку при ответе ИОВ (6857) Вы ссылаетесь на меня, что, мол, ╚даже автор уже это понял╩, то смею заметить, что меня, как и ИОВ, ваше ╚обоснование╩ не устраивает. И, прежде всего, то, что Вы никак не определяете понятия ╚граница атмосфера-космическое пространство╩, ╚последняя стадия╩, ╚верхние слои атмосферы╩. Какие именно ╚верхние слои атмосферы╩ Вы имеете в виду (стратосфера, мезосфера, термосфера)? На какой высоте (хотя бы примерно) пролегает, по-вашему, ╚граница атмосфера-космическое пространство╩? И знаете ли Вы, что на Марсе величина парникового эффекта сравнима с Земной, хотя давление на поверхности почти в 100 раз меньше?
|
Спасибо за ссылку на свою, безусловно, интересную работу. На Эдуарда не обращайте внимания это фон. При чтении ╚Особого дополнения╩ испытал сложные чувства. С одной стороны, практически со всем, что там написано, я согласен, потому, что почти то же самое написано и в моей статье. А с другой стороны, я не нашел ссылок на свои (и Ваши) публикации. Отсутствие ссылок на Ваши работы, по-видимому, означает, что это Ваша первая публикация на данную тему. Вместе с тем, начиная с 1994 года, у меня вышло немало статей, в которых анализируется роль различных обратных связей, в том числе и ВСЕХ тех, о которых Вы пишете. Частично, эти ссылки есть в списке литературы к статье, опубликованной на ╚Переплете╩. Кстати, сама статья ╚Состояние на 2002 год╩ тоже опубликована в ╚моем родном журнале╩ Биофизика, 2001, ╧6. Я думаю, что Вам будет интересно прочитать мои статьи, поскольку Вы сможете найти там некоторые новые идеи для своих геополитических работ. И я надеюсь, что Вы будете ссылаться на них в своих следующих статьях.
|
|
Извольте вести дискуссию корректно. В противном случае мы будем уничтожать Ваши высказывания. ПС. Неумение прочесть журнал "Nature" не избавляет Вас от ответсвенности. Если есть точная ссылка постарайтесь найти, а не заставлять автора пересказывать Вам опубликованные и отрецензированные результаты. Такова научная практика.
|
На ваше: "ПС. Неумение прочесть журнал "Nature" не избавляет Вас от ответсвенности. Если есть точная ссылка постарайтесь найти, а не заставлять автора пересказывать Вам опубликованные и отрецензированные результаты. Такова научная практика". Хочу заметить: 1. Никакой ответственности я за собой не вижу. 2. Если Вы считаете, что ссылка типа: "2. Обратите внимание, что и в ╚Nature╩, и в статье из УФН, и в докладе IPCC ход изменения глобальной температуры приведен с точностью до десятых (сотых) градуса" - "точная ссылка", хотел бы посоветовать Вам ознакомиться с данной публикацией. (В указанной ссылки нет ни года ни ╧ журнала, ни названия статьи, что прикажите просматреть все публикации за весь период существования журнала? Тоже касается и доклада IPCC. Далее, на сколько я понял речь идет об обзорной статье из УФН, на которую ранее сослался И.О.В. Поэтому здесь я привел выдержку.) Надеюсь, что Вам хорошо известна "научная практика" и нет необходимости давать пояснение по данному вопросу! С уважением Эдуард.
|
|
Прежде всего - перенос энергии в атмосфере идет одновременно несколькими разными путями, параллельно конвекцией, молекулярной теплопроводностью, излучением (лучистой теплопроводностью). Причем в нижней атмосфере в (тропосфере) очень существенным является еще один путь - выделение тепла при конденсации паров воды, поднимающихся снизу вверх, в более холодные слои тропосферы (выше нее этот способ не работает). На разных участках атмосферы (по высоте), пропускная способность и вклад каждого способа в общий перенос на данном участке, весьма различны. Отдача же энергии планетой в космос идет только излучением.
Опишем, пусть довольно и грубо, как это все работает.
|
Стоит заметить, что именно наличие поглощающей излучение среды в ИК-диапазоне (в котором и происходит излучение поверхности), обеспечивает излучение самой атмосферы в нем - раз есть поглощение в молекулярых полосах, есть и излучение в них. Если нет взаимодействия излучения со средой, то от поверхности планеты излучение в непрерывном спектре спокойно бы выносилось в космос, минуя атмосферу. Поток энергии поглощенного поверхностью солнечного излучения совпадал бы с потоком ИК-излучения поверхности в космос. В космос шел бы только ╚чистый, незамутненный╩J полосами поглощения молекул газов, поток энергии в непрерывном спектре от поверхности. Никакая молекулярная теплопроводность, как и другие способы передачи не помогли бы увеличить поток с ╚границы атмосферы╩ - нечему было бы излучать там. Но конечно, при поступлении дополнительной энергии к поверхности, возросла бы и ее температура и поток ИК-излучения c нее, который беспрепятственно уходил бы в космос.
Но если в атмосфере присутствуют газы, имеющие полосы поглощения в ИК-диапазоне, то они конечно поглощают и переизлучают в дальнейшем в этих полосах. Переизлучают во все стороны, а значит половина энергии возвращается обратно, разогревает поверхность и усиливает ее излучение. При этом при введении парниковых газов в атмосферу очевидно поначалу исходящий от атмосферы в космос поток ИК-излучения падает. Все это происходит до тех пор, пока опять не установится равенство приходящего на планету потока энергии и уходящего с нее, только уходить в космос энергия будет уже не непосредственно с поверхности, а из атмосферы, с ее переизлучающих слоев. А эти излучающие слои как раз привязаны к парниковым газам, способным излучать в ИК-диапазоне. И даже если вдруг бы оказалось, что в верхних слоях атмосферы молекулярной теплопроводностью и конвекцией переносится много тепла, но нет парниковых газов, ввиду отсутсвия молекул-излучателей, оттуда бы все равно ничего бы не излучалось в космос, а излучение шло бы с нижних слоев, где есть парниковые газы. Кстати, основной радиационный слой атмосферы Земли находится на высоте 5-6 км (где еще достаточно водяного пара и присутсвуют остальные парниковые газы), а тропосферная конвекция добивает до 10-11 км. Дальше же благодаря много большей лучистой теплопроводности стратосферы, по сравнению с тропосферой, ИК-излучение спокойно переносится выше и выходит в космос.
|
Так что даже когда молекулярная теплопроводность и конвекция отводят тепло от поверхности, они отдают его различным слоям атмосферы, но в дальнейшем излучить энергию в инфракрасном диапазоне все равно могут только парниковые газы. А раз излучение молекулами этих газов происходит в любых направлениях, то всегда часть энергии будет заворачиваться назад, к поверхности, разогревая ее выше эффективной температуры.
На этом в принципе можно было бы и остановится.
|
В общем, в самом кратком сухом остатке излучение поверхности Земли идет непрерывным спектром в ИК-диапазоне. Если происходит взаимодействие вещества (молекул газов) с излучением, происходит поглощение направленного вверх излучения поверхности и дальнейшее переизлучение молекулами некоторых газов атмосферы по всем направлениям, что будет возвращать часть энергии к поверхности. Любой газ, способный излучать в каком-то участке ИК-диапазона (а значит способный и поглощать в том же участке), является парниковым. Непарниковые газы (к примеру азот и кислород), у которых нет молекулярных полос излучения-поглощения в ИК-диапазоне, т.е. они не взаимодействуют с инфракрасным излучением, не переносят энергию излучения Земли в космос. Парниковый эффект будет наблюдатся всегда, если при подводе энергии к поверхности в одном, высокочастотном диапазоне и переизлучении поверхностью энергии в низкочастотном диапазоне, в атмосфере будет существовать вещество, способное поглощать (и излучать по всем направлениям) излучение только в этом втором, низкочастотном диапазоне.
|
|
|
|
Где независимая экспертиза представленных работ геофизиками и математиками? Где публикации в рецензируемых математических журналах и аппробация на междисциплинарных семинарах? Ничего этого нет. Вместо этого, "телевидение" и покрикивание на оппонентов. Чем это отличается от "новой хронологии"? Только калибром.
|
Вы подумайте, что Вы написали: "Вне зависимости от дискуссии на данном форуме нет никакой дискуссии". Прекратите начетничесвто, тем более на сайте, где есть отдельный проект посвященный критике теории Фоменко.
|
Инфракрасный диапазон это область колебательных и вращательных спектров молекул (что определяется энергией переходов). В случае, если при колебаниях или вращениях молекул меняеется дипольный момент, то только тогда и происходит поглощение (излучение) в инфракрасном диапазоне. Молекулы непарниковых газов (О2, N2), симметричны и не имеют дипольного момента. Потому у них отсутствуют колебательные или вращательные спектры, они не взаимодействуют с ИК-излучением, а значит (см. мои старые записи), и не могут переносить излучение, не могут излучать его в космос. Правда, в принципе, существует один механизм, правда довольно слабый, заставляющий их взаимодействовать с ИК-излучением. Это столкновения молекул, при которых происходит искажение электронной оболочки (а значит и возникает дипольный момент). Но повторюсь, возникающие полосы поглощения при очень слабы и хоть какое-то заметное поглощение происходит только в нижних слоях атмосферы (где высока плотность газов и часты столкновения молекул).
Так что отдача энергии в космос происходит практически только ИК-излучением парниковых газов, которые, как уже было сказано, возвращают часть энергии назад к поверхности.
Я думаю, что продолжать дискуссию имеет смысл только тогда, когда Вы ознакомитеь с курсами электродинамики и квантовой физики, чтобы выяснить как взаимодйствует излучение с веществом учебников много, подберете себе что-нибудь. После того как ознакомитесть с этими курсами, попытайтесь освоить литературу о процессах переноса излучения. P.S. Да, и по поводу молекулярной теплопроводности (хоть это уже и не имеет никакого отношения к обсуждаемому вопросу) - куда, по Вашему будет направлен поток тепла из слоев стратосферы, разогреваемых фотохимическими реакциями озона (более нижние слои при этом имеют более низкую температуру)? И каково значение потока энергии, обусловленного молекулярной теплопроводностью, будет в тропопаузе и нижней стратосфере (где градиент температур пости отсутсвует)?
|
-------╚Инфракрасный диапазон это область колебательных и вращательных спектров молекул (что определяется энергией переходов). В случае, если при колебаниях или вращениях молекул меняеется дипольный момент, то только тогда и происходит поглощение (излучение) в инфракрасном диапазоне. Молекулы непарниковых газов (О2, N2), симметричны и не имеют дипольного момента. Потому у них отсутствуют колебательные или вращательные спектры, они не взаимодействуют с ИК-излучением, а значит (см. мои старые записи), и не могут переносить излучение, не могут излучать его в космос. Правда, в принципе, существует один механизм, правда довольно слабый, заставляющий их взаимодействовать с ИК-излучением. Это столкновения молекул, при которых происходит искажение электронной оболочки (а значит и возникает дипольный момент). Но повторюсь, возникающие полосы поглощения при очень слабы и хоть какое-то заметное поглощение происходит только в нижних слоях атмосферы (где высока плотность газов и часты столкновения молекул)╩.------- Как я понимаю, это ваш взгляд на излучение. Наука отвечает несколько иначе (см. те же, рекомендованные вами, учебники по физики раздела оптика). Электромагнитное излучение (в том числе в инфракрасном диапазоне) возможно только вследствие изменения положения зарядов (электронов атомов или свободных, ионов, связанных или свободных). Указанное излучение будет происходить до равновесного состояния, т.е. когда излучение частицы и поглощение ей окружающего излучения не уравновесят друг друга. Далее по поводу вашего заявления: -------╚Молекулы непарниковых газов (О2, N2), симметричны и не имеют дипольного момента. Потому у них отсутствуют колебательные или вращательные спектры, они не взаимодействуют с ИК-излучением, а значит (см. мои старые записи), и не могут переносить излучение, не могут излучать его в космос╩.------ полностью антинаучно, т.к., во-первых, указанные молекулы имеют две степени вращательного движения и поэтому их гамма равна 1,4. Так называемые парниковые газы имеют три степени свободы вращательного движения и, следовательно, их теплоемкость будет больше на 1/2kT, т.е. их средняя кинетическая энергия равна 3kT и, соответственно, гамма 1,33. Но все это, во вторых, относится к термодинамики, но никак не к излучению. (см. те же, рекомендованные вами, учебники по физики раздела термодинамика и молекулярная физика) По поводу же излучения хочу заметить, что даже отдельные атомы, к примеру, атом водорода серии Брэккета излучает в микронном диапазоне волн (см. те же, рекомендованные вами, учебники по физики раздела оптика или квантовая физика) И, наконец, остановлюсь на последующем вашем заявлении: -------╚Правда, в принципе, существует один механизм, правда довольно слабый, заставляющий их взаимодействовать с ИК-излучением. Это столкновения молекул, при которых происходит искажение электронной оболочки (а значит и возникает дипольный момент).╩------- Если вам еще не понятно вышесказанное мной по поводу излучения, то здесь могу добавить, что излучение и является следствием столкновения молекул, т.к. только тогда и происходит пополнение энергии, потерянной излучением. (По указанной причине, без привлечения квантовой механики, можно объяснить, почему в теплоемкости газов не участвуют электроны атомов, т.к. между столкновениями полученная ими энергия, равная отношению массы атома ко всем его электронам, практически полностью излучается в пространство до следующего столкновения.) В заключение хочу подчеркнуть, что излучение происходит в каждом объеме, т.е. для Земли излучение в пространство происходит начиная с поверхности земли и далее со всей атмосферы, но поскольку в конечном счете при прохождении излучения через среду (воздух) происходит рассеяние, поглощение, переизлучение указанного излучения, то наибольший вклад вносит некий слой (расположенный в области стратосферы, т.к. вышележащие слои имеют уже достаточно разреженную атмосферу и они, практически не поглощают, проходящее излучение, собственное же излучение по той же причине (разряженность) также будет малым. Для наглядности атмосферных явлений и излучения на Земле ниже приведу явления, происходящие на Солнце. Если сравнить излучение Солнца и "черного тела", то можно заметить, что его спектральная кривая не вполне соответствует закону излучения ╚черного тела╩. Это вызвано тем, что часть излучения проходит из более горячих нижележащих слоев и тем самым нарушается спектральная кривая для случая, когда излучение происходит с одной области с заданной температурой. Структура Солнца следующая: Под фотосферой примерно до глубины 60-100 тыс. км. простирается солнечная конвективная оболочка (или зона), перенос энергии в которой производится преимущественно конвективными потоками крупного масштаба с градиентом температуры, соответствующей адиабатическому равновесию. Фотосфера, доступная оптическим наблюдениям, считается вследствие ее небольшой толщины (порядка 400 км.) видимой поверхностью Солнца. Она является основным источником непрерывного спектра и многочисленных линий поглощения (или фраунгоферова спектра) Солнца. Как известно выше фотосферы (области основного излучения с температурой порядка 6000 К) располагается хромосфера, в которой наблюдается инверсия температуры и которая практически прозрачна для непрерывного спектра Солнца. Самый внешний и наиболее разреженный слой атмосферы Солнца - солнечная корона характеризуется средней температурой порядка миллиона градусов (основной источник рентгеновского и радиоизлучения). Можете сопоставить (сравнить) с атмосферой Земли и земным излучением. P.S. Данное общение окончательно убедило меня, что в борьбе с антинаучными публикациями необходимо, прежде всего, публиковать научные работы, а не заниматься обучением отдельных авторов. В дальнейшем постараюсь, если позволит время, высказывать свое мнение и только. Авторы, которые хотят слышать критику, надеюсь, поймут без дискуссий. Дискуссии с авторами, которые не желают прислушиваться к критическим замечаниям, бесплодны и получается бесполезная трата времени. По данному вопросу (атмосферные явления) постараюсь опубликоваться в академическом печатном издании, но это если позволит здоровье и время, возможно, будет где-то в следующем году. (Классическая физика с успехом и в полной мере работает в сфере техники, но для объяснения наблюдаемых природных явлений подобного не видно. По всей видимости, это связано с тем, что основные силы физиков и других физических специальностей, прежде всего, востребованы в указанной (технической) области, а в остальных областях работают лишь невостребованные выше специалисты). Данную тему я закрываю, и если кому-то будет интересно продолжать пожалуйста, но без меня.
|
|
Не только дискуссии, но и полемики Вы от меня не дождетесь! Вашим ответом Вы еще раз показали, что с вами бесполезно говорить, т.к. Вы видите то, что вам хотелось бы видеть. Где Вы усмотрели, что я хочу покинуть данный форум? Ваши ╚советы╩ с замысловатыми изречениями оставьте себе (╚общепринятый экспериментальный факт, который находится в полном согласии с квантово-механическими расчетами╩ изречение понятное, по-видимому, только Вам). Вначале заслужите, а потом давайте не прошенные советы (Если это у вас так принято, то тогда лучше дайте (не прощенный) совет тому, кто разместил ваш ╚труд╩ здесь) Никакой моей ошибки нет, а Вам, прежде чем публиковать ╚катастрофу╩, не мешало бы ознакомиться, хотя бы с Ю.И. Витинский, А.И. Оль, Б.И.Сазонов ╚Солнце и атмосфера Земли╩, под ред. чл.- корр. АН СССР Э.Р. Мустеля, 1976г. Может быть тогда, ознакомившись с процессами притекающие в атмосфере Земли и на Солнце, не публиковали бы подобной статьи. (Не говоря уж о том, что при температурных перепадах на поверхности Земли больше 100 С (Арктика, экватор, Антарктика) с учетом перемещений воздушных масс и т.п. и, в частности, ограниченном количестве постов интегрального контроля температур, неизвестно как полученный результат повышения температуры менее градуса и на тебе КАТАСТРОФА). Ваше: ╚Начинать дискуссию с оскорблений признак плохого воспитания и ничего более╩ относится именно к вам. Пример здесь же ╚постарайтесь прежде всего ознакомится с предметом дискуссии╩ -и это после того как вы прочли, что И.О.В. на его подобный же выпад в мой адрес, я указал, что ╚я расцениваю как наглое и грубое оскорбление в мой адрес.╩ На этом позвольте с вами распрощаться. С глубоким неуважением. Эдуард.
|
Амбициозная программа коммунистического правительтсва СССР могла спасти Европу от катастрофы. Дело в том, что одним из следствий глобального потепеления может стать европейское похолодание при одновременном затоплении Бенилюкса. Тяжелые соленые воды Гольфстрима текут по поверхности только из-за высокой (по сравнению с легкими пресными водами ледовитого океана) температурой. Сибирские реки в значительной степени опресняют Арктику. При небольшом потеплении к этому добавится пресная вода тающих льдов и Гольфстрим может стать "тяжелее" и затонуть.
Если говорить о проекте Лужкова, то только недалекие люди могут сравнивать этот проект с его советским аналогом. Разница состоит в том, что по-советскому проекту мы бы дарили воду, а теперь будем продавать.
|
Если посчитать соответствующее изменение температуры (по формуле Стефана-Больцмана), то окажется, что за этот период средняя температура выросла приблизительно на 1,34 градуса.
|
Science 2002, Dec 13., v. 298 статья - p. 2171, обзор - p. 2110
дословная цитата (p. 2110)
The researchers estimate that for each degree of global warming, these six Eurasian rivers would pour a extra 212 km*3 per year into the Arctic Ocean. If global temperature rises by 5.8 degrees Celsius by 2100 - the upper end of estimates from the Intergovernmental Panel on Climate Change's (IPCC's) 2001 report - the rivers might increase freshwater flow to the Arctic Ocean by 1260 km*3 per year. "It's a worrying number," says co-author Stefan Rahmstorf, a climatologist at the Potsdam Institute for Climate Impact Research in Germany. Increasing river runoff, he explains, might put the brakes on an important current in the North Atlantic called the thermohaline circulation (THC). Under present conditions, cold, salty surface waters sink to great depths and then move south, while warmer water on the surface moves northward. Any freshening of the surface waters in the North Atlantic would reduce the seawater density and slow the THC. Climate models by Rahmstorf and colleagues at Princeton University suggest that the IPCC's worst-case warming scenario would put discharge in the ballpark of the amound needed to bring the THC to a halt. Contributions from other Arctic rivers, precipitation onto the Arctic Ocean, and melting ice (such as that on the Greenland ice cap) could push the THC across the threshold. That would put a damper on warming near the North Atlantic, Rahmstorf says. THC shutdowns haave had severe consequences in the past, he points out: 11,000 years ago, a sudden, massive pulse of freshwater into the North Atlantic chilled Europe. "It's not just an odd thing that happens in models," Rahmstorf says.
|
|
|
|
|
Прежде всего, позвольте поблагодарить ВМ за упоминание еще одного цикла моих работ, связанного с изучением механизма периодических оледенений в Сев. полушарии. Действительно, опасность ╚нарушения работы Гольфстрима╩ из-за распреснения вод Ледовитого океана существует. Поворот сибирских рек мог бы замедлить этот процесс. Обычно в рамках проектов по ╚переброске рек╩ обсуждаются объемы ╚перемещения водных масс╩ - 20-100 км3. Этого количества недостаточно для гарантированного предотвращения наступления антропогенового Ледникового периода. (в частности 6949). Вместе с тем, существуют проекты, которые гарантированно могли бы предотвратить ╚остановку Гольфстрима╩, однако их обсуждение в настоящий момент я считаю преждевременным. Впрочем, идея Лужкова о ╚повороте рек╩, очевидно, имеет климатический подтекст. Дело в том, что глобальное потепление создает проблемы с устойчивым снабжением населения Земли продуктами питания. В прошлом году недобор зерна в мире составил около 20 млн. т. Это засухи в США, Канаде, Австралии, Восточной Европе, наводнение в Западной Европе. Россия одна из немногих стран, где был получен хороший урожай. Актуальной задачей является подготовка резервных территорий для производства продовольствия. А вот ответ на вопрос ╚Сам ли Лужков ╚вспомнил╩ о проекте ╚переброски сибирских рек╩ или об этом ему ╚напомнили╩ западные инвесторы?╩ мне не известен.
Спутниковые измерения, на которые опираются авторы сообщений о росте (падении) интенсивности теплового излучения Земли, сопряжены с большим техническими трудностями. Назовем основные: 1. Преимущественно низкоширотные орбиты спутников, не позволяют говорить о росте общего теплового излучения, а только в определенных телесных углах. 2. Неполное перекрытие спектра теплового излучения. 3. Относительная непродолжительность работы отдельных спутников. Зависимость результатов измерений от общей конструкции спутника. Попадение паразитного теплового излучения спутника на датчики, измеряющие тепловое илучение Земли. 4. Большие временные вариации теплового излучения Земли 5. Необходимость обеспечения высокой точности измерений. 5 Вт/м2 менее 1% от общей интенсивности излучения. 6. И т.д. Поэтому, информация И.О.В. интересна, поскольку, возможно, эти трудности удалось преодолеть. Однако, рост интенсивности теплового излучения не следует понимать как маркер роста среднепланетарной температуры Земли и глобального потепления. Дело в том, что общее излучение Земли (тепловое плюс отраженное) на больших временах должно достаточно точно быть равным, падающему на Землю солнечному излучению (условие энергетического баланса непосредственно опирается на закон сохранения энергии). Это равенство должно выполняться при любых значениях парникового эффекта и температурах поверхности Земли. Величина же падающего на Землю солнечного излучения измеряется проще и точнее и известно, что ее вариации не превышают 1-1.5 Вт/м2 (солнечные вспышки, магнитные бури, 11 летний цикл и т.д.) Таким образом, рост теплового излучения Земли, скорее всего, говорит об уменьшении доли отраженного (от Земли) солнечного излучения. Впрочем, снижение альбедо при увеличении среднепланетарной температуры Земли вполне ожидаемый результат. Еще Будыко в своих работах 70 годов отмечал, что увеличение среднепланетарной температуры должно приводить к снижению альбедо, по причине уменьшения площади территорий, занятых ледниками и снегом. Вместе с тем, существует еще один фактор, определяющий величину альбедо это облачность. Существуют доводы как в пользу снижения (6780) так и в пользу увеличения альбедо облачности при увеличении среднепланетарной температуры Земли. Базовый сценарий, рассмотренный в моей статье 2002 года, предполагает неизменность альбедо. Этот базовый сценарий дает оценку времени существования жизни на Земле 300 лет (100 градусов Цельсия). Нелинейный характер зависимости альбедо от среднепланетарной температуры может довольно значительно повлиять на конечные оценки (от 200 лет до 400 лет). Поэтому задачу организации систематических наблюдений за изменением альбедо Земли и построении точной модели изменения альбедо я считаю крайне важными. Следует отметить, однако, что решение этих задач требует значительных средств.
|
Немного поправлю рост на 5 Вт/м2 это рост излучаемого Землей в космос теплового потока на целых 2%, а не ╚менее 1%╩. Почему 2 %? Солнечная постоянная известна 1370 Вт/м2, но это поток, падающий на площадку, перпендикулярную направлению на Солнце. т.е. воспринимается весь поток солнечного излучения площадью поперечного сечения Земли. Но переизлучается поток энергии всей поверхностью Земли, и тут от площади поперечного сечения надо перейти к площади сферы, т.е. он будет уже в 4 раза меньше 343 Вт/м2 это приведенный ко всей поверхности Земли падающий поток солнечной энергии. Приведенный к единой поверхности поток как раз удобен для расчета баланса поступающей и уходящей энергии. С учетом среднего альбедо (возьмем около 0,31), реально поглощаемый и потом переизлучаемый Землей поток энергии (средний по всей поверхности) будет около 236 Вт/м2. Вот откуда практически 2%, всего за 15 лет.
Я тут когда задал вопрос о том, не встречались ли оценки изменения альбедо за последние десятилетия (6951), немного порылся в Инете (к сожалению, сейчас только этот источник доступен). Нашел интересное сообщение (http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/1709.html) о том, что за всего за 5! лет изменение альбедо составило около 2.5% (сейчас оно 0.297 с допустимой погрешностью 0.005) С учетом роста и парникового эффекта за те же 15 лет, реальное потепление конечно должно составлять больше упомянутых в (6947) 1,3 градусов.
|
Точно также, по-видимому, я прав, когда говорю что ╚5 Вт/м2 менее 1% от ОБЩЕЙ интенсивности излучения╩ (исходящего как от Солнца так и от Земли 1370 Вт/м2 + 343 Вт/м2). Просто, когда спутник измеряет тепловой поток от Земли на дневной стороне, то солнечный свет нагревает все конструкции спутника (в том числе тепловые датчики). Возникает паразитная тепловая ╚засветка╩ датчиков, что снижает точность измерений. Это достаточно серьезная техническая проблема, которая почти не мешает изучению спектральных свойств теплового излучения Земли, но сильно мешает измерению абсолютных величин. Кстати, очень интересная ссылка http://www.sciteclibrary.ru/rus/catalog/pages/1709.html. Во-первых, эта ссылка косвенно демонстрирует отсутствие прямых спутниковых измерений альбедо, во-вторых, метод простой и доступен не только астрономическим обсерваториям, но и астрономам любителям. К сожалению, ошибка метода составляет около 2% ╚сейчас оно (альбедо) 0.297 с допустимой погрешностью 0.005╩, а изменение величины альбедо по данным, полученным этим методом - 2.5%. Это слишком близкие величины, чтобы делать какие-либо окончательные выводы. Я допускаю, что точность метода можно увеличить и тогда это действительно будет дешевый и доступный метод измерения альбедо Земли. Вместе с тем близость значений изменения теплового потока + 2% * 70% от (343 Вт/м2) за 15 лет и альбедо - 2.5%*30 от (343 Вт/м2) за 7 (два цикла измерений 1994-95 и 2000-2002) лет (с учетом инструментальных погрешностей), полученных независимыми группами исследователей, говорит о тенденции постепенного снижения альбедо и, соответственно, повышения доли теплового излучения Земли. Несмотря на то, что эффект снижения альбедо при увеличении среднепланетарной температуры ожидался (уменьшение снежного покрова и площади ледников), важно, что получены численные оценки этого эффекта.
|
|
С уважением, Эколог
|
http://www.inauka.ru/blogs/article50670/print.html
Места для фантазии в физике хватает с избытком. Например, многомерность нашего мира (фантазия возможности перехода в разные измерения), существование параллельных миров с переходами между ними в виде кротовых нор (фантазия исчезновения и появления любых объектов при переходах из одного мира в соседний мир). Сама физика дает не мало поводов для мистики, которую эксплуатируют популяризаторы науки. Однако многое можно объяснить только на основе структуры физического вакуума. Этот термин сам является мистикой и его с успехом используют не только рядовые физики, но и академики мирового масштаба. Вспомните А.Д.Сахарова, опубликовавшего статью о флуктуации физического вакуума в искривленном пространстве и теория гравитации // Доклады Академии Наук СССР, том 177, ╧1, 1967, с.70-71.
Если действительно существует физический вакуум, то не в мистическом образе, а в качестве нулевого элемента Вселенной, как его представил Менделеев.
|
Кто о чем, а лысый о расческе? Так, уважаемый А.В.Рыков? "Если действительно существует физический вакуум, то не в мистическом образе, а в качестве нулевого элемента Вселенной, как его представил Менделеев." Менделеев-то как попал в Вашу партию, любезный? Мистическим образом разрешил Вам попользоваться собственным именем? :-)-:
|
Эффекты о которых вы говорите - несущественны.
|
Тогда другой вопрос. Какое простое (но более-менее реалистичное) уравнение состояния можно использовать для моделирования материи обычной (не нейтронной) звезды вроде нашего Солнца? Скорее всего, это должна быть какая-нить политропа ... типа http://relativity.livingreviews.org/Articles/lrr-2003-3/node8.html Но каковы её параметры (К и Гамма)? PS. Касаемо большинства постингов на ентом хворуме. Просвещать чудиков которые не поняли ТО оно конечно легче чем отвечать на научно поставленные вопросы ... Но, если вдуматься, стоит ли тратить время на исправление упрямого невежества ? Кому надо - дойдет до всего сам (читая умные книги). Кому не надо - тому значит повезло :)))))
|
Молодец.
|
Миллион квадратных километров замерзших болот Западной Сибири тает и угрожает планете гигантским выбросом метана - газа, способствующего глобальному потеплению. Таков вывод российско-британского исследования, результаты которого опубликованы в четверг журналом "Нью сайентист". В субарктическом районе Западной Сибири, равном по площади Германии и Франции вместе взятым, находятся крупнейшие в мире замерзшие болота. Метан в болотах скапливался на протяжении тысяч лет, но до недавнего времени был заперт мощным панцирем льда на поверхности. Однако на протяжении последних лет болота стали таять, образуя мелкие озера. Как полагают ученые - Сергей Кирпотин из Томского государственного университета и Джудит Марканд из Оксфорда - это произошло впервые за все 11 тысяч лет, что существуют западносибирские болота. Как подчеркивают комментаторы, это - не просто свидетельство глобального потепления. Весьма вероятно, что сбывается один из самых неприятных сценариев: пройден один из порогов, за которым темп глобального потепления чрезвычайно ускоряется. Дело в том, что метан в 20 раз сильней влияет на создание парникового эффекта чем обычно упоминаемый в разговорах о климате углекислый газ. ... Температура в Западной Сибири растет быстрее всего на Земле - за последние 40 лет среднегодовое потепление составило 3 градуса. И тут - тоже своего рода маховик: из-за того, что эта территория не покрыта густой растительностью, поверхность нагревается сильней, чем в других местах и таяние мерзлоты идет быстрее с каждым годом. А по оценкам экспертов, запасы метана в сибирской мерзлоте огромны. Британская "Гардиан" цитирует Ларри Смита, гидролога в университете штата Калифорния в Лос-Анджелесе, по оценкам которого в Западной Сибири сосредоточена четверть мирового объема метана - около 70 млрд. тонн. Кирпотин и Марканд не первыми обратили внимание на таяние замерзших болот. В мае этого года исследователи из университета штата Аляска в Фэрбанксе сообщили, что очаги выброса метана из тающих болот обнаружены в Восточной Сибири. Газ выходил на поверхность с такой скоростью, что поверхность болот на обследованных гидрологами участках не успевала замерзать. До сих пор все расчеты темпов глобального потепления делались на основе выбросов, зафиксированных учеными к концу прошлого века. Миллиарды тонн метана, запертые подо льдом сибирских болот, в этих расчетах не учитывались. "Предполагали, что нечто подобное мы увидим несколько позже, когда климат станет теплей, но это исследование показывает, что время у нас заканчивается, - заявил Тони Джунипер, представитель британского отделения природоохранного движения "Друзья Земли". - Если не предпринимать действий, очень скоро мы сделаем процесс глобального потепления неконтролируемым и это приведет к социальной, экономической и природной катастрофе мирового масштаба". Климатологи, как сообщает "Гардиан", обеспокоены результатами российско-британского исследования. "Когда речь заходит о природных системах, ситуация может выйти из под контроля и никаких тормозов тут нет, - говорит Дэвид Вайнер из Центра климатических исследований университета Восточной Англии. - Это очень важно, потому что обратно эти болота в вечную мерзлоту уже не загонишь". НАЧАЛОСЬ ???
|
|
|
Но вы, уважаемые, "зациклились" на углекислоте, но в упор не желаете замечать, что в промышленных выбросах, наличествуют еще десятки компонентов, которые провоцируют окислительно-восстановительнве Процессы, типа "СМОГОВ", которые днем лежат на мега-Полисах и промышленных микро- Дымовиках, а ночью, в результате ЭКЗОтермического догорания "адских" смесей, как огромные Аэростаты-"сратосраты" ТОРПЕДИРУЮТ ОЗОНОСФЕРУ..., (доокисляясь ОЗОНОМ) и переводя Кислород атмосферы и ОЗОНЫсферы в довольно прочные соединения, из которых жесткий Уф-(Ультрафиолет) не в состояние извлекать Кислородик, и синтезировать Озоносферу, защитницу от Жесткого УФ,... А вот воздействие коротковолнового УФ- на задницы и передницы землян и Землянок - это проблема Генетического характера... И Яйцеклетки женские могут поражаться, а ЖИВ-ЧИ-КИ мужчин терять "живую "душу"-"КА", выдавая "на гора" "быстрых, сильных и прыгучих", пополняя Олимпийский "Резерв" СТАДО-ОНОВ и прочие стада двуногих, которых, на момент написания "Евгения Онегина", было уже "Миллионы"... Не забыли еще Аналитика-Пушкина!? "Мы все глядим в Наполеоны, Двуногих тварей МИЛЛИОНЫ..." Для (них) -"орудие" одно! (ИМ) чувство дико и смешно..." (для (нас)и (нам). А. ПУШКИН Теперь введите коэффициент "Естественного" пложения и размножения, согласно соответствующих Стихов "Бытия" Гл1 ст. 22;28, и Вы выйдете на искомую величину результатов искусственного "пложения и размножения", которой так возмущается Людмилочка Белик... Яйцеклеточки, Красавицы, и генетический материал "Му", желательно беречь и от жесткого Уф и от рентгеновского.. Не обижайтесь на некоторую жесткость выражений и терминов! Это Пушкин виноват! Ему шлите свои слова возмущения, если что... С почтением Г Абатский Да! чуть не забыл Ссылку на Гения! "Е.О". Гл. 2 ода 14 стих sechs - ach-t(o)...
|
|
|
|
|
|
|
|
