Научное обоснование и способы устранения причины саморазогрева климата

Константин Циолковский – советский учёный и изобретатель в области аэродинамики, основоположник космонавтики

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ. 1

Глава 1. Научное обоснование механизмов формирования вертикальных тепловых потоков в атмосфере. 7

1.1.  В стратосфере теплота передаётся от холодного слоя к горячему слою воздуха. 7

1.1.  Сведения об основах гравитационной термодинамики. 10

1.2. Физическая сущность механизма формирования  центробежного теплового потока в стратосфере. 15

Глава 2.   ТЕПЛОВОЙ   баланс   Земли.. 20

2.1. Оценка превышения энергии от Солнца над энергией, излучаемой поверхностью Земли. 20

2.2. Оценка плотности теплового потока радиационного излучения, который возвращается парниковыми газами в атмосферу Земли.22

2.3. Оценка плотности дополнительного теплового загрязнения, связанного с увеличением влагосодержания атмосферного воздуха.25

Глава 3.  Расчёт параметров климата с учётом антропогенной теплоты.. 27

3.1. Расчёт ежегодного теплового загрязнения среды обитания от сжигания ископаемого топлива. 29

3.2. Тепловое загрязнение от передачи в атмосферу теплоты от человеческих тел и животных. 29

3.3. Расчёт энергии, необходимой для ежегодного нагрева воздуха на 0,016градуса шкалы Цельсия в год.30

3.4. Расчёт энергии, необходимой для таяния ледников и нагрева талой воды до средней температуры воды в океане.30

3.5. Определение удельной мощности теплового потока антропогенного загрязнения атмосферы.. 32

3.6. Содержание диоксида углерода в атмосфере. 32

3.7. Поступление диоксида углерода в атмосферу из воды растаявшего льда, из морей и океанов. 33

3.8. Выделение диоксида углерода при сжигании органического топлива. 34

3.9. Выделение людьми и животными на планете диоксида углерода. 35

Глава 4.  возможная, реальная и ожидаемая динамика  температуры  климата.. 36

4.3. Сравнение реальной скорости потепления климата с оценочными значениями.43

Глава 5.  Влияние вертикальных потоков в коре Земли на баланс теплоты планеты и целостность планеты.. 46

Глава 6. Анизотропия центростремительных потоков тепла по поверхности континентов.. 53

Глава 7.  Меры по сохранению среды обитания.. 57

7.1. Задача по сохранению среды обитания. 57

7.2. Изменение структуры энергетики. 58

Глава 8. О возможности управления климатом... 60

8.1. Оценка возможности управления климатом, изменяя состав атмосферы.60

8.2. Возможность управления климатом за счёт изменения отражающей способности Земли.62

8.3. Возможности самовосстановления природой теплового баланса планеты.63

Глава 9.0.  О Прогнозах поведения климата на Земле в священных писаниях.. 69

9.1. Библия утверждает, что потопов больше не будет.69

9.2. …будет сожжена земля на глубину восемь с половиной тысяч локтей.70

9.3. Объяснение совпадения прогнозов климата из священных писаний с результатами научных изысканий.73

Заключение. 77

Литература.. 79

Сведения об авторах.. 82

 

ВЕДЕНИЕ 

 

В книге с названием – «Научное обоснование причины саморазогрева климата и способы устранения причины саморазогрева климата» подняты актуальные темы, полностью определяемые названием.

Актуальны темы, поднятые в книге постольку, поскольку у человечества действующего в рамках ошибочной, (общепризнанной, но не научной парадигмы вреда для климата эмиссии в атмосферу метана, двуокиси углерода и закиси азота), НЕТ ВОЗМОЖНОСТИ   разработать и осуществить научно обоснованные мероприятия по стабилизации климата на уровне,  благоприятном для экономик всех стран, а устранять вредные изменения климата нужно!

 

Мировая общественность озабочена состоянием и поведением Климата.

МГЭИК «Доклад №5, резюме для политиков». (IPCC, ClimateChange2014г. SynthesisReportSummaryforPolicymakers) настраивает политиков на «…адаптацию экономик всех стран к неминуемому и существенному потеплению климата» [В.1.].  В докладе МГЭИК №5 не приводится научно обоснованных рекомендаций по устранению причин потепления климата.

Выводы сотрудников НАСА, США, ещё более пессимистичные [В.2.].

Выводы сделаны методом экстраполяции на основе данных мониторинга климата. В отчёте НАСА о динамике климата сообщается, что «через 60 лет климат пройдет точку невозврата на пути потепления климата». Научно обоснованных рекомендаций по устранению причин потепления не приводится и в отчёте НАСА.

Международные экологические организации, действуя на основе общепринятого (но не научного мнения) возлагают ответственность за потепление климата на возрастающую концентрацию двуокиси углерода, метана, закиси азота в атмосферном воздухе нашей планеты.

Изначально в Киотском протоколе от 1997 г. углекислый газ был признан основным парниковым газом, с эмиссией которого в атмосферу предлагалось бороться. Аналогичная роль этого газа подтверждалась в докладе № 5 МГЭИК при ООН от 2014 г. [В.1.]. 

 

Однако, увеличение концентрации перечисленных газов в атмосфере не может быть причиной потепления. Убедиться в этом можно, рассмотрев корреляцию приведенных ниже графиков.

Рис.В.1. Концентрация парниковых газов в атмосфере.

 

 

Рис. В.2. Прирост температуры  до 0.016 градусов в год.                                         

                                               

Следует отметить, что на графике рисунка В.2 существуют интервалы времени, когда снижается температура со временем (с 1850 по 1865 год; с 1880 по 1910 год; с 1945 по 1980 год), тогда как на графике рисунка В.1 отсутствуют интервалы времени с уменьшающейся концентрацией «парниковых» газов с течением времени.

                                                

Рис В.3.  Ущерб экономики от потепления.

 

Кроме того, на графике рис. В.2 можно выделить два участка графика с одинаковым углом наклона, т.е. с одинаковой скоростью потепления климата –   на интервале годов от 1910 до 1940 года и от 1955 до 2000 года, а на графике рисунка В.1. нет участков одинакового наклона в указанные интервалы времени.

Единственное, с чем можно наблюдать корреляцию графика В.2, так это с графиком рис. В.3, «Ущерб экономики от потепления». При условии, что никто, как в случае с парниковыми газами, не перепутает причину со следствием и никто не сможет доказывать, что ущерб – это причина, а повышение средней температуры атмосферного воздуха – это следствие.

*** К несчастью для жителей Земли, переход Земного климата на этап саморазогрева совпал с уменьшением числа пятен на Солнце.  Солнечные пятна потому и пятна, что темнее остальной поверхности Солнца. В связи с этим, пятна более холодные и меньше излучают теплоты. Чем пятен меньше, тем больше на Солнце горячих и ярких площадей Солнца, тем больше излучается в сторону Земли лучистой энергии, дополнительно к прошлым периодам времени, когда пятен было много, вызывая этим излучением дополнительное потепление.

 

Ещё в 2004 году, Российская Академия Наук в ответ на запрос Президента РФ В.В.Путина о целесообразности ратификации Киотского протокола сообщила, что Киотский протокол не имеет научного обоснования. Ответ РАН не опубликован, потому приведен фрагмент:

Рис. В.4. Фрагмент ответа РАН на запрос В.В.Путина о научном                          

                   обосновании  Киотского протокола.

Одновременно и Национальная Академия Наук США не рекомендовала Конгрессу США ратифицировать Киотский протокол по той же причине – «…по причине отсутствия научного обоснования…»вреда для климата от эмиссии в атмосферу двуокиси углерода. В США Киотский протокол не ратифицирован.

Однако, к настоящему времени не принята во внимание даже статистика мониторинга скорости потепления (которая говорит, что по мере реализации Киотского протокола скорость потепления увеличилась) и Парижские соглашения по климату опять подтверждают необходимость борьбы с эмиссией двуокиси углерода, но ещё и с метаном и с закисью азота!?

 

В России разработано единственное в мире научное обоснование причины потепления климата.

В соответствии с этим обоснованием научно доказано, что теперь и далее во времени (если не принять специальных научно обоснованных мер), нарушатся вековые традиции природы чередовать потепление с оледенением на планете Земля.  Климат на Земле вступил в стадию саморазогрева [В.3.] и уверенно движется в сторону климата Венеры (температура газов в атмосфере Венеры 400 градусов Цельсия и давление в атмосфере 73 бар).  Но…

  •  В соответствие с научным обоснованием причины потепления климата, все газы в атмосфере Земли, молярная масса которых отличается от молярной массы азота – являются агентами природного механизма вывода теплоты из стратосферы в космос. Эти газы помогают выводить теплоту из стратосферы.
  •  В соответствие с научным обоснованием, причиной потепления (а теперь уже и саморазогрева климата) стало антропогенное тепловое загрязнение окружающей среды деятельностью человечества.
  •  Научное обоснование причины потепления климата позволило рассчитать плотность потока теплового антропогенного загрязнения. Удельное антропогенное загрязнение окружающей среды на Земле составляет около 0.029 Ватт на каждый квадратный метр поверхности Земли.
  •  Научное обоснование причины саморазогрева климата позволило оценить последствия отсутствия борьбы с антропогенным загрязнением на протяжении последних 30 лет.  Последствия устрашающие.

Сегодня в атмосфере Земли, дополнительно к антропогенной теплоте добавляется тепловое загрязнение, связанное с увеличением влагосодержания воздуха от увеличения средней температуры воздуха в атмосфере, а плотность этого дополнительно возникшего на интервале последних 30 лет теплового потока, год от года увеличивается и за тридцать лет плотность этого дополнительного теплового загрязнения увеличилась от нулевого значения до 0.56Вт/м2, что  сегодня уже в двадцать раз превысило плотность потока антропогенного теплового загрязнения непосредственной деятельностью человечества. Этот дополнительный тепловой поток вызывает ускоренный нагрев атмосферы, а ускоренный нагрев атмосферы приводит к ускоренному увеличению влагосодержания воздуха в атмосфере (парниковому эффекту), следствием чего является дополнительная блокировка инфракрасного излучения поверхностью Земли, ранее излучаемого в космос и блокированная теплота вызывает ещё более ускоренный нагрев атмосферы.

Кроме того, увеличенное влагосодержание воздуха создаёт предпосылки для увеличения разброса влагосодержания над разными территориями и там, где влагосодержание больше, происходит усиленный нагрев поверхности Земли и увеличение влагосодержания воздуха, а там, где дефицит влагосодержания – там происходит выхолаживание почвы и выпадение атмосферных осадков (росы) из воздуха.

Следует согласиться с тем, что если бы влаги в воздухе не было совсем, то отсутствовал бы и разброс степени парникового эффекта вдоль поверхности Земли.  Но, по мере увеличения влагосодержания, обязательно будет увеличиваться разброс влагосодержания над одним регионом Земли, по отношению к другому региону Земли.  Этот разброс и создаёт предпосылки к появлению климатических рекордов.

Известно, что количество влаги в атмосфере увеличивается по мере увеличения средней температуры воздуха в атмосфере, а влага не может держаться в атмосфере долго и превращается в атмосферные осадки.

Атмосферная влага, поступающая при осадках из верхних холодных слоёв атмосферы, охлаждает нижние слои атмосферы. Кроме того, при выпадении атмосферных осадков уменьшается влагосодержание воздуха и уменьшается парниковый эффект, что выхолаживает поверхность Земли в этой местности. При выхолаживании поверхности почвы увеличивается плотность прилегающих к поверхности Земли слоёв воздуха, атмосфера как бы приседает, а в верхнем объёме атмосферы освобождается место для затекания туда новых порций влажного воздуха. Холодный воздух из региона с осадками растекается в соседние регионы и выталкивает оттуда теплый и влажный воздух вверх. Теплый и влажный воздух в верхних слоях атмосферы перемещается в область пониженного давления (которая формируется над регионом, где выпадают осадки). Такое перемещение воздуха на длительное время устанавливает описанную циркуляцию влаги и дождливую погоду. 

В результате, выпадает такое большое количество атмосферных осадков, что обновляются рекорды интенсивности атмосферных осадков для данного времени года и данной местности.

И наоборот:

В нагретом воздухе над неким регионом Земли может за счёт ветра оказаться воздух с повышенным влагосодержанием от привычного значения, а это увеличит парниковый эффект над этим регионом. Добавочный парниковый эффект инициирует процесс ещё большего нагрева воздуха, а это приведёт к ещё большему увеличению его влагосодержания и к ещё большему парниковому эффекту. Продолжительное повышение концентрации влаги в атмосфере над неким регионом Земли приведёт к возрастанию температуры воздуха над этим регионом, лесным пожарам и температурным рекордам, по отношению к годам, когда такого увеличенного, как сегодня, начального (среднего по атмосфере) влагосодержания воздуха в атмосфере не было.

Глава 1. Научное обоснование механизмов формирования вертикальных тепловых потоков в атмосфере

 

1.1.  В стратосфере теплота передаётся от холодного слоя к горячему слою воздуха

 

На протяжении всего существования планеты Земля на ней поддерживался тепловой баланс планеты, а количество приходящей из космоса тепловой энергии поглощалась в процессах, таких как:

-   излучение энергии поверхностью Земли в открытый космос в области дальнего инфракрасного диапазона излучения;

- аккумулирование теплоты в недрах Земли в эндотермических реакциях, например: перекристаллизации горных пород, в ядерных реакциях превращения атомов, в реакциях синтеза нефти и газа в глубинах коры Земли;

-  передача теплоты из стратосферы в космос кондуктивным методом[1]  от холодных слоёв стратосферы на высоте от 10 до 20 километров к горячему ближнему космосу,  а от ближнего космоса, где температура на высоте 140 километров достигает 50оС, к дальнему космосу, где температура составляет единицы градусов Кельвина.

*** Биологические кругообороты веществ в природе нет смысла рассматривать, ибо в кругооборотах можно обнаружить сезонные и суточные нарушения, а на значительном интервале времени баланс веществ и теплоты в них не нарушается.

 

Процесс избавления от излишков теплоты на Земле путём радиационного излучения тепловой энергии от поверхности Земли в космос описан уравнением Стефана-Больцмана, Кирхгофа-Бунзена и законом смещения Вина и не требуют пояснения для тех, кто окончил среднюю школу.

Процесс избавления от лишней теплоты путём консервации энергии в эндотермических реакциях в коре Земли не исследуется в данной книге, но исследован в науках, таких как химия и ядерная физика.

В данной книге, в том числе, оценивается количество теплоты, которое поступает от поверхности Земли к слоям стратосферы на высоту от 10 до 20 километров и далее выносится в ближний космос (где на 100 градусов теплее, чем в слоях стратосферы на высотах от 10 до 20 километров) – см. рис. 1 [1.1.].

Кондуктивный метод передачи теплоты в стратосфере не описан в научной литературе и тем более, в учебниках по климатологии. Как будто его, этого центробежного теплового потока в стратосфере и нет вовсе. Только некоторые говорят о турбулентности в стратосфере, якобы содействующей теплопереносу, но при перемешивании не наблюдалось бы слоистости стратосферы с явно выраженными высотами значимых температур, как на Солнечной стороне планеты, так и на ночной.

 

Рис. 1.1. Распределение температуры воздуха в стратосфере по высоте.

 

Известно всем, что у потолка в помещении теплее, чем у пола.  Это объясняется тем, что тёплый и менее плотный воздух стремится вверх и выносит теплоту вверх, к потолку, где и накапливается тёплый воздух.

Очевидно, что и в открытой местности на Земле воздух остаётся воздухом, нагревается от поверхности Земли и восходящими, менее плотными потоками воздуха выносит приобретенную у поверхности Земли теплоту вверх.

Так почему, например, на высоте от 10 до 20 километров воздух не прогревается?

 

Куда девается теплота из слоя на высоте от 10 до 20 километров, если и ниже и выше этого слоя температура слоёв воздуха выше?  Второе начало термодинамики (в его термодинамической формулировке) запрещает передачу теплоты из холодного слоя к горячим слоям!

Тогда как, если не по второму началу термодинамики, теплота уходит оттуда, куда непрерывно поступает с конвекционными восходящими потоками воздуха в атмосфере, потоками от более нагретой поверхности Земли?

 

Излучаться теплота от слоёв воздуха на высоте от 10 до 20 километров в виде инфракрасного излучения не может. Прозрачные тела не поглощают излучение и сами излучать не могут.

*** И побочный но, очень важный вопрос.  Если есть (из природы или из повторяемого эксперимента), как минимум один пример нарушения некой догмы, тогда сколько ещё нужно примеров, чтобы опровергнуть догму? В частности, какое число примеров нарушения второго начала термодинамики нужно привести, чтобы убедить верующих во второе начало термодинамики в том, что второе начало термодинамики не основной закон природы и даже не правило, ибо у правила должен быть исчерпывающий перечень исключений, а у второго начала термодинамики перечень исключений открытый для пополнения списка исключений.

Логика учит, что один пример нарушения некого утверждения - полностью разрушает это некое утверждение и превращает его из закона в правило (но при условии, что исключения из этого правила составляют список, не расширяющийся по мере развития науки). А если для этого правила список исключений открыт и регулярно пополняется, то это даже и не правило, а часто встречающееся наблюдение людей.

Более того, в учебниках по термодинамики для ВУЗов открытым текстом написано, «Второе начало термодинамики по современным представлениям не является точным законом природы, подобным законам сохранения количества движения или сохранения энергии. Второе начало термодинамики имеет статистический характер и поэтому выполняется лишь «в среднем».

Статистическая формулировка второго начала термодинамики не только не отрицает, но, напротив, предполагает возможность процессов, в результате которых энтропия уменьшается, тогда как термодинамическая формулировка полностью исключает возможность подобных процессов». 1968г. [1.2.].

 

1.1.  Сведения об основах гравитационной термодинамики

  •  Чтобы понять описание работы природного механизма перемещения тепла из стратосферы в космическое пространство, необходимо использовать некоторые знания, полученные ранее. В этой главе разъясняется понятие термина "температура объекта" и уточняет термины, используемые в области науки, которую можно назвать "гравитационной термодинамикой".
  •  Известно, что температура вещества пропорциональна скорости случайного движения частиц в веществе.  Движения атомов, молекул (частиц) в веществе могут быть разные – колебания (в твёрдом теле), линейные перемещения (между соударениями) в газе и жидкостях, вращение многоатомных молекул вокруг осей вращения каждой частицы, спины электронов, вибрации в трёх плоскостях системы координат.

 *** Следует обратить внимание на то, что   температура объекта не меняется от изменения величины скорости перемещения в пространстве этого объекта, как единого целого.

 

  •  Известно, что соударения молекул при их движении можно считать, как упругими, так и неупругими. Количество внутренней энергии вещества при многочисленных соударениях его частиц не меняется от вида соударения.
  •  И главное: следует забыть широко распространенное мнение о том, что все части объекта могут иметь одинаковую температуру. На самом деле, - это почти невозможное состояние.  Принципиальная причина температурной анизотропии вещества кроется в наличии гравитации (т.е. причина – в наличии самого вещества). Однако, природа температурной анизотропии, даже при наличии гравитации - различна для твёрдых веществ, для жидкости (например, в коре Земли и океанах) и для газов (например, в атмосфере планет).

Более ста лет назад, в 1914 году (в прошлом тысячелетии) К.Э.Циолковский обосновал общий подход к пониманию неизбежности существования температурной анизотропии в веществе [1.3]. Казалось бы, прошло много времени, чтобы большинство академиков и не только в РАН могли ознакомиться с этой работой, но…

Далее приводится цитата из работы К.Э.Циолковского.

- «…вообразим себе где-нибудь внутри планеты быстро вибрирующую частицу материи; пусть температура одинакова, т. е. все частицы вибрируют с одинаковою скоростью. Возможно ли при этом равновесие? Никогда. Действительно, поднимаясь, наша вибрирующая частица уменьшает скорость своего движения и понижает в теле температуру той частицы, от которой оно отталкивается, чтобы лететь вниз. Опускаясь, наша частица увеличивает скорость своего движения и повышает тем температуру той частицы, от которой она отталкивается, чтобы лететь вверх. Чтобы было равновесие, необходимо, чтобы две частицы, при встрече, имели одинаковую скорость, но ведь, вообще, одна поднимается, а другая опускается; стало быть скорости, а следовательно и температуры их, когда они разойдутся, будут разные.». 1914г.

 

Если коротко пересказать цитату применительно к реальным объектам, например, значимых для космоса, то это будут следующие фразы:

- скопления космической пыли в космосе всегда концентрируют теплоту из окружающей среды в своих центрах гравитации и теплота разогревает вещество в зоне центра гравитации до температур выше, чем температура окружающей среды, какой бы малой температура окружающей среды ни была.

Если скопление космической пыли обладает значительной массой, то гравитационные силы удерживают космическую пыль вместе, несмотря на повышающееся год от года давление в центре скопления космической пыли разогревом вещества в центре скопления. Цветовая температура поверхности скопления космической пыли увеличивается при нагреве. Когда скопление пыли разогревается и излучает видимый свет, то говорят, что скопление пыли превратилось в светило (в Солнце). Интенсивность свечения светила увеличивается с течением времени, а цвет свечения изменяется от красного к жёлтому и зелёному, по мере нагрева скопления пыли. Синих звезд-светил нет, ибо светила тоже не вечны и чаще всего их разрывает внутреннее давление раньше, чем цветовая температура поверхности светила, при перегреве ядра такого объекта, приближается к синему цвету.

При обсуждении величины вертикальных тепловых потоков в коре планет следует помнить, что центростремительный поток теплоты в веществе объекта определяется температурой окружающей среды (откуда теплота через площадь поверхности тела поступает и перемещается кцентруобъекта), плотностью самого веществаобъекта, площадью поверхности контакта вещества с окружающей средой и ускорением свободного паденияна поверхности объекта.

Однако в веществе объекта есть и центробежный тепловой поток.  

Удельная плотность центробежного теплового потока тем выше, чем выше тепловая проводимость материала объекта и чем менее радиус объекта при заданном падении температуры на его границах.

В породах коры Земли одновременно действуют два механизма теплопередачи:

- центростремительный кондуктивный поток теплоты и;

- центробежный поток теплоты, величина которого определяется по формуле тепловой проводимости пород коры Земли.

 

Теплота из центра гравитирующей массы вещества передаётся от горячего центра к периферии методом тепловой проводимости и чем больше расстояние от центра горячего вещества до поверхности, тем больше тепловое сопротивление вещества и тем меньше центробежный тепловой поток. Именно потому в реальной жизни человека, когда размер окружающих его предметов много меньше радиуса Земли, тепловая проводимость вещества этих предметов выравнивает температуру центральных и периферийных участков предметов до состояния, при котором разность температур не регистрируется органами чувств и даже точными приборами.

Однако объекты с большой массой (планеты и светила) нагреваются от холодной среды космоса, более того, перегреваются и взрываются.

Именно потому во вселенной планетных систем ничтожно мало (по отношению к числу звёзд) и только в 15% случаев в планетных системах сохранилось более одной планеты у обнаруженных в космосе планетных систем. Планеты имеют массу меньше, чем светило, вокруг которого они вращались, у них меньше гравитационные силы, а малые силы гравитационного сжатия планеты быстрее преодолеваются внутренним давлением перегретого ядра планеты. Солнце тоже ранее было красным карликом, а к данному времени увеличилось в объёме, нагрелось (при нагревании все газы расширяются) и по классификации светил стало относиться к желтым звёздам.

При оценке эволюции Солнца следует учесть, что звёзды взрываются (или превращаются в чёрные дыры) раньше, чем цветовая температура их поверхности становится синей. Солнце по массе не претендует на схлапывание в чёрную дыру, значит ему грозит взрыв, а человечество должно быть подготовлено к этому.

*** Можно переделать Землю в космический корабль и покинуть Солнечную систему предваряя взрыв Солнца.

Кроме того, нужно предпринять специальные меры, чтобы Землю не постигла судьба Фаэтона и других, ранее обитаемых планет Вселенной на интервале времени, пока ещё массивное ядро планетной системы стабильно.

*** Между планетами Марс и Юпитер остался пояс астероидов от планеты, ранее находившейся на орбите, расположенной между Марсом и Юпитером.  Древние люди, которые наблюдали гибель этой планеты, назвали её  Фаэтон за большое количество осколков этой планеты, одновременно вторгшихся в атмосферу Земли и создавших видимость перемещения по небу, как следует из мифов «…огненной колесницы».

 

Метеориты, достигающие поверхности Земли (по траекториям прилёта которых можно судить о том, что они попали к нам из пояса астероидов), содержат органику и даже аминокислоты.

Значит, Фаэтон был обитаем! 

К сожалению, появление человека обыкновенного на ранее обитаемых планетах ускоряет процесс их разогрева и взрыва потому, что человек обыкновенный начинает размножаться сверх меры, начинает сжигать топливо и через некоторое время от широкого внедрения атомной энергетики нарушается тепловой баланс планеты.  Климат ранее обитаемой планеты переходит в стадию саморазогрева, а руководители цивилизаций на этой планете понимают необходимость спасения климата научно обоснованными методами тогда, когда уже становится поздно, а для начала борются с парниковыми газами, чем приближают стадию саморазогрева климата.

На Земле к настоящему времени, тоже нарушен тепловой баланс планеты, но научного обоснования этому факту нет. Есть только данные мониторинга температуры, подтверждающие этот факт.

*** Не получить научного обоснования работы природного механизма стабилизации климата без обращения к работам К.Э.Циолковского.

 

К. Э. Циолковский показал теоретически, что теплота может перемещаться из холодного слоя с высоты от 10 до 20 километров в горячий слой на высоту 140 километров. Однако теория К. Э. Циолковского наукой того времени подвергалась остракизму.  С появлением геофизических ракет расчёты высоты температурной инверсии, выполненные К. Э. Циолковским, подтвердились приборными измерениями (см. рис. 1.1) [1.1].

Однако, поскольку результаты измерений температуры в стратосфере противоречили умозрительным представлениям о распределении температуры по высоте, основанным на получившей к тому времени широкой практике верования во второе начало термодинамики как к основному закону физики, то результаты измерений, полученные в ходе запуска геофизических ракет,  даже не пытались объяснить научно в рамках физико-математических исследований.

Мировое научное сообщество до сих пор исповедует термодинамическую формулировку второго начала термодинамики и борется с теми, кто прочитал второй абзац приведенной выше цитаты на странице 97 из учебника для ВУЗов [1.2.] и кто в своей деятельности руководствуется статистической формулировкой второго начала термодинамики.

На самом деле, теплота, в зависимости от созданных условий, может:

-  не предаваться от одного объекта к другому;

-  может передаваться от холодного к горячему;

-  может передаваться от горячего тела к холодному.  

Для передачи теплоты от горячего к холодному тоже нужно создать условия, так же как требуется создать специальные условия, чтобы тела не обменивались теплотой. Не закипит чайник, стоящий на столе в комнате, если для нагрева включена конфорка на кухне. Не нагреется сосуд с водой лучами Солнца, если сосуд стоит в тени дерева. Не сохранит свою температуру сосуд с водой, температура которой отличается от температуры окружающей среды, если не провести мероприятия по теплоизоляции сосуда.

В результате того, что вторая часть цитаты из учебника не усвоена преподавателями и, как следствие, студентами, то до сих пор понимание причины саморазогрева климата не вытеснило общепринятую точку зрения, в которой исповедуется вера во вред для климата от эмиссии метана, двуокиси углерода и закиси азота в атмосферу. Но… Как говорят в Одессе, общепринятая точка зрения и научная точка зрения – две большие разницы.

Потому и приходится пересказывать короткую и ёмкую цитату из работы 1914г. К.Э.Циолковского.

*** Приходится признать, что при современном уровне образования и ЕГЭ, не всегда короткое изложение доходчивее пространного. Зачастую доступнее для слушателя, когда учёных прошлого тысячелетия пересказывают своими словами, объясняя принципы передачи тепловой энергии от одного тела к другому, чтобы внести дополнительную ясность в положение об …Одесской «большой разнице».

1.2. Физическая сущность механизма формирования
центробежного теплового потока в стратосфере

Передача теплоты от холодного, слоя стратосферы (на высоте от 10 до 20 километров) к верхнему, более тёплому слою, осуществляется в соударениях частиц воздуха, находящихся в гравитационном поле.

На интервале времени между соударениями частиц воздуха, падающая легкая частица ускоряется в гравитационном поле, приобретает дополнительную энергию, которая тратится, когда частица после соударения опять поднимается вверх. Энергия частицы перед соударением определяется как половина произведения массы частицы на квадрат прироста скорости частицы в промежутке времени между соударениями. Но, если падающая частица соударяется с поднимающейся тяжёлой частицей, поднимающаяся частица передаёт часть своей энергии легкой частице и дополнительно охлаждается, а лёгкая частица отлетает вверх с дополнительной порцией энергии (отнятой у нижней) и там, вверху, поднимает среднюю температуру смеси газов.

Эффективность способа перемещения теплоты от холодного нижнего слоя воздуха к горячему верхнему слою воздуха в результате случайных и неизбежных столкновений лёгких падающих и тяжёлых восходящих частиц в гравитационном поле увеличивается с ростом:

  1. расстояния, которое пробегает лёгкая частица между соударениями частиц;
  2. времени, которое горячая частица находится в верхнем слое;
  3. концентрации частиц, отличающихся по молярной массе;
  4. разницы молярных масс сталкивающихся частиц.

В результате соударений легких падающих частиц с поднимающимися тяжёлыми частицами, в верхней части стратосферы создаётся слой воздуха с повышенной температурой. Но в верхнем слое воздуха тоже есть и легкие, и тяжёлые частицы. Лёгкие опять будут иногда встречаться с поднимающимися тяжёлыми приобретать дополнительную кинетическую энергию и отлетать ещё выше в ещё более тёплый слой. От частиц в самых верхних слоях стратосферы (от частиц в ближнем космосе) энергия традиционным путём – от горячего к холодному – переносится в дальний космос, где много холоднее. Охлаждённая холодным космосом частица падает вниз под действием гравитации Земли. В очередном столкновении с тяжёлой частицей опять отнимает часть теплоты у восходящей тяжёлой частицы, а сама устремляется в дальний космос после соударения, где охлаждается при соударениях с холодными частицами межзвёздной пыли.

*** Частицы, в своём равноускоренном движении вниз и в равнозамедленном движении вверх, приобретают кинетическую энергию при падении и расходуют её при преобразовании в потенциальную энергию при подъёме. Поскольку высота подъёма и опускания частицы одна и та-же, то кинетическая энергия равна потенциальной, а затрат энергии гравитационного поля не происходит, но частица становится посредником (кондуктором), сопровождающим теплоту от нижнего холодного слоя воздуха к верхнему, горячему слою.

 

Начиная с высоты 20 километров, частица, отлетевшая вверх после соударения, долго находится в верхнем слое (демонстрируя повышенную скорость и температуру), ибо там расстояние пробега между соударениями становится значительным.

На некой высоте устанавливается баланс между мощностью теплового потока, выносящего теплоту вверх восходящими конвекционными потоками воздуха и мощностью теплового потока, который выносит теплоту на периферию влияния гравитации в соударениях падающих лёгких и восходящих тяжёлых частиц.

Эта высота баланса энергий была названа К.Э. Циолковским высотой температурной инверсии в стратосфере [1.1]. Высоту температурной инверсии К.Э. Циолковский расчётным путем определил для атмосфер таких планет как Земля и Венера, а с появлением у астрономов метрологических возможностей, его расчёты были подтверждены приборными измерениями температуры на разных высотах атмосфер других планет.

На самом деле, механизм теплопередачи в атмосфере очень сложный.

Одновременно действуют все механизмы теплопередачи, вызывая:

- поток тепла за счёт теплопроводности (зависит от плотности атмосферы);

- центростремительный поток тепла (за счёт соударения частиц воздуха одинаковой массы), его эффективность возрастает с плотностью воздуха;

- центробежный поток тепла за счёт соударения лёгких падающих частиц с восходящими тяжёлыми частицами.  Эффективность такого метода передачи теплоты возрастает с уменьшением плотности стратосферы и при высокой вероятности и степени различия в молярной массе частиц воздуха.

 

Каждому виду газа в атмосфере Земли может быть присвоено значение некого параметра ξ.Физически параметр характеризует эффективность этого газа в природной процедуре вывода теплоты из стратосферы в ближний космос.

Математически он представляет собой произведение двух сомножителей:

- первый сомножитель – взятая по модулю разность молярных масс конкретного газа и газа, составляющего основную часть воздуха;

-  второй сомножитель – это отношение концентрации в воздухе конкретного газа и концентрации газа, составляющего основную часть воздуха.

 

В нижней строке следующей таблицы 1.1 приведены значения параметра ξдля относительно широко присутствующих газов в составе воздуха. Во второй снизу строке таблицы 1.1 приведены значения концентрации данного газа в воздухе (по объёму), а в более верхней строке – значения молярных масс газов.

Таблица 1.1.

 

Гелий

Неон

Азот

Кислород

Аргон

CO2

СН4

Н2

H2O

г/моль

4

20

28

32

40

44

16

2

18

%(V)

4.6*10−4

1.8*10−3

78.084

20.946

0.932

3.9×10−2

2*10−3

5.0×10−5

1.1

ξ

1.4*10−4

1.9*10−4

Эфф=0

1.073

0.143

9.1*10−4

3*10−4

1.6*10−5

1.4*10−3

*** В частности, для кислорода (О2)ξ  = (32-28)•20,946/78,084 = 1,073.

 

Самый активный газ в плане вывода теплоты в космос – кислород, но его концентрация регулируется процедурами кругооборота кислорода в природе, чем и поддерживается на некотором стандартном уровне и потому не удастся заставить кислород выносить больше теплоты в космос.

На втором месте по эффективности вывода теплоты в космос - аргон.

На третьем месте пар воды, но его роль двояка.  Содержание воды в атмосфере тем больше, чем выше температура воздуха, а влага, кроме функции вывода теплоты в космос работает ещё и в парниковом эффекте, задерживая часть дальнего инфракрасного излучения (с длиной волны от 8 до 12 мкм), которое, не будь влаги в воздухе, полностью бы попадало в космос.

Двуокись углерода (СО2) занимает четвёртое место в списке активных газов и отстаёт по активности от  пара воды (Н2О) в полтора раза, а от аргона (Ar) отстаёт по активности более чем в  сто раз.

Пропорция между концентрациями   пара воды, азота, кислорода, аргона, установившаяся в атмосфере Земли к 1970г., обеспечивала на планете некую начальную среднюю температуру атмосферы, благодаря задействованному   посредством этих газов кондуктивному методу вывода теплоты из стратосферы в космос.

 Ещё раз следует обратить внимание на то, что центробежный (кондуктивный) поток теплоты в стратосфере возможен от холодного слоя к горячему без затрат внешней работы, но только когда выполняются условия:

а) теплопередача происходит в атмосфере из разных газов;

б) газы находятся в силовом поле гравитации.

На графике рисунка 1.1 отображены два минимума температуры. Один на высоте от 10 до 20 километров, а другой минимум температуры приходится на высоту от 85 до 95 километров над уровнем моря. Т.е., на высоте от 85 до 95 километров существует ещё одна высота температурной инверсии, выше которой температура опять возрастает.

Желающие могут рассчитать величину ξдля свободных электронов.

В стратосфере, выше 95 километров свободные электроны представлены в большом количестве.  Из этого следует, что минимум температуры на высоте от 85 до 95 километров образован в результате резкого увеличения (с появлением свободных электронов) пропускной способности кондуктивного канала вывода теплоты из стратосферы в космос на высотах от 95 километров и выше.

 

Развивая эту мысль можно предположить, что если организовать над неким регионом Земли должное количество свободных электронов в стратосфере на высоте от 20 до 95 километров, то можно запустить над этим регионом процедуру выхолаживания с положительной обратной связью [1.4.].

Выхолаживание наступит в результате увеличения пропускной способности кондуктивного канала вывода теплоты.  При выхолаживании уменьшается влажность воздуха и уменьшается парниковый эффект. От этого много теплоты и без блокировки излучается в космос, что ещё больше содействует снижению температуры поверхности Земли в этом регионе, температуры воздуха и влагосодержания атмосферы над этим регионом.

*** Вопросы возможности создания ионизированных неоднородностей в стратосфере обсуждался в рамках улучшения условий радиосвязи на коротких и дециметровых волнах. Результат воздействия резонансного возбуждения плазмы в стратосфере подтверждён экспериментально и описан в монографии [1.5.].

 

Возможен другой вариант.

Известно, что существует возможность создания ионизированного воздуха вокруг проводников, находящихся под высоким потенциалом относительно Земли.

Лампа Чижевского способна создавать ионы на расстоянии до 1 м от лампы с плотностью ионов в количестве от десяти до нескольких сотен тысяч в объёме кубического сантиметра. Созданные в этих пределах ионы равномерно распространяются по комнате, на расстояние в несколько метров в комнате без сквозняков. Время жизни этих ионов соизмеримо с десятками минут [1.6.].

Если в атмосферном воздухе, а не в квартире, установить устройство по ионизации воздуха, а размеры устройства сделать достаточно большими (размеры соизмеримые с 0.1 км), то, даже в безветренную погоду будет регистрироваться повышенная плотность отрицательных ионов (и свободных электронов), вдоль поверхности Земли и по вертикали, на расстоянии более 10 километров.

В этом регионе появятся активные агенты (электроны) участвующие в интенсивном перемещении теплоты кондуктивным методом от поверхности Земли на высоту в 10 километров и далее, в ближний космос.

Наличие рукотворно созданных, повышенных концентраций свободных электронов, приведёт к выхолаживаю региона, к тому, что атмосфера увеличит плотность и займёт меньший объём, а в верхних слоях атмосферы организуется пониженное давление, куда будет затекать влажный воздух и, встречаясь с холодным, воздух будет проходить точку росы и отдавать влагу в виде атмосферных осадков.

Атмосферные осадки, холодные вверху, при падении на поверхность, станут помогать выхолаживать регион, воздух от охлаждённого региона станет затекать на соседние регионы и охлаждать и там воздух, который увеличит плотность и освободит в верхних слоях объём для затекания влажного воздуха от соседних горячих регионов.

Воздух из верхних слоёв, охлаждённых свободными электронами от гигантской «люстры Чижевского» становится плотным и создаёт нисходящие вертикальные потоки, освобождая место вверху под теплый и влажный воздух, приходящий из соседних регионов.

Нисходящие потоки холодного воздуха имеют малое влагосодержание и не блокируют тепловое излучение поверхности Земли в космос. Поверхность Земли под нисходящими потоками охлаждается, что содействует ещё уменьшению влагосодержания воздуха над ней.

Так малыми затратами на поддержание потенциала электофлюофлюальной люстры Чижевского организуется управление погодой в регионах Земли с площадью регионов в сотни и тысячи квадратных километров, вызывая в регионах дождь и обмен воздуха, что содействует в регионе уменьшению концентрации вредных выбросов от промышленных предприятий и транспорта.

На вопрос о том, какова величина стандартной удельной пропускной способности кондуктивного канала перемещения теплоты из стратосферы в космос и какова удельная добавочная теплота, вызывающая перегрев климата - отвечает следующая глава.

 

Глава 2.   ТЕПЛОВОЙ   баланс   Земли

 

2.1. Оценка превышения энергии от Солнца над энергией, излучаемой поверхностью Земли

 

Расчётным путём можно оценить величину тепловой энергии, поступающей от Солнца, сравнить её с величиной тепловой энергии, которую поверхность Земли может передать в космос лучеиспусканием, при средней устоявшейся за последние десятилетия температуре поверхности Земли 15оС и сделать выводы о балансе теплоты на планете.

Земля получает теплоту от Солнца на площадь поверхности большого круга земного шара с радиусом, равным радиусу земного шара, а излучается теплота со всей поверхности земного шара, и отношение поверхности земного шара к площади большого круга земного шара, Δ= 4,0.

Известно, что плотность потока солнечной радиации вне атмосферы Земли с допуском по изменению солнечной активности в одиннадцатилетнем и девяностолетнем циклах Солнечной активности, составляет от C’Вт/м2 1364,5 Вт2 до C”Вт/м2 1366,5 Вт2, а на поверхности Земли на высоте уровня океана, на экваторе в полдень, плотность солнечной радиации, CВт/м2, меньше [2.1] и составляет, в среднем:

CВт/м2=C”Вт/м2•(1- υЗЕМЛИ)1366,5•(1–0,39)=833 Вт2,  

где:             

- υЗЕМЛИ – альбедо Бонда = 0,39.

*** На экваторе в полдень, CЭ-Вт/м2 ≈ 1000 Вт2,  

 

По формуле Стефана-Больцмана определяется удельная, приведенная к площади большого круга земного шара, излучательная способность поверхности планеты, qИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ(Вт2):

       qИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ= Δ• υ• ϭ• (ТСР)4 = 4• 5,64• 10-8• 0,355• (273,3+16,4)4 =564,1 Вт/м2,

где:

- Δ= 4,0 – отношение площади, излучающей тепло в космос, к площади, получающей тепло от Солнца, в каждый момент времени;

- υ= 0,355 –средняя излучающая способность земной поверхности;

- ϭ = 5,64•10-8 Вт/(м2×Т4) – постоянная Стефана – Больцмана;

- ТСР = 273,3оК+16,4о = 289,7оК – средняя температура поверхности Земли в градусах Кельвина (на 2016г.), усреднённая по поверхности морей и материков.

 

Разница мощности тепловых потоков, приведенных к площади большого круга, NРАЗНОСТ_ПРИВ.,на Земле (излучения от Солнца -  CВт/м2 и излучения от Земли - qИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ), составляет величину:

NРАЗНОСТ_ПРИВ.= CВт/м2 – qИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ = 833–564,1 = 268,9 Вт2.

От Солнца, приходит радиационной теплоты больше, чем излучается радиационным способом от поверхности Земли. Тогда на каждом квадратном метре поверхности Земли действует лишний нагреватель мощностью NУД-ЛИШН :

NУД-ЛИШН=NРАЗНОСТ_ПРИВ.•КБК/ПШ=268,9*0,25=67,2 ватт,

где:

- КБК/ПШ = 0,25 – это отношение площади большого круга (БК) шара к площади поверхности шара (ПШ).

 

Это тепло участвует в циклах преобразования энергии и вещества на Земле и в первом приближении суммарный баланс потока теплоты по жизненным циклам Земли равен нулю (во всяком случае, так было, пока был баланс теплоты на планете, т.е. до 1980г.). Некоторая доля энергии (менее одного ватта на метр квадратный поверхности Земли, QЗЕМЛИ) увлекается центростремительными вертикальными потоками к ядру планеты и по пути расходуется на перекристаллизацию известняков, на синтез нефти, на ядерный синтез тяжёлых элементов из более лёгких. Часть энергии накапливается и разогревает ядро планеты. При дальнейшем обсуждении проблемы теплового баланса Земли принято (для удобства и в первом приближении) QЗЕМЛИ=0,2 Вт/м2(далее будет уточняться).

В результате, каждый квадратный метр поверхности Земли нагревается (в среднем) от нагревателя с мощностью, величиной до:

NРАЗНОСТ= NУД-ЛИШН – QЗЕМЛИ=67,2– 0,2=67,Вт2.

Тепловой поток плотностью NРАЗНОСТ=67,Вт2 нагревает поверхность Земли, но  нарушения баланса теплоты Земли, во всяком случае, до 1980 года – не наблюдалось, ибо  вся эта тепловая энергия (которую физически не может унести инфракрасное излучение поверхности земли в космос) уходила в космос, но только  уже не методом инфракрасного излучения. Теплота от поверхности Земли выносилась с восходящими потоками воздуха на высоту от 10 до 20 километров, потом кондуктивным методом от холодного слоя к горячему слою перемещалась в ближний космос, а потом и в дальний космос и уже привычным методом тепловой проводимости от горячего к холодному.

Однако, с оценкой условий для инфракрасного излучения qУД-ИЗЛУЧ_ЗЕМЛИот поверхности Земли в космос, не всё так  просто, ибо между поверхностью Земли и космосом находится атмосфера и она прозрачна не для всех излучений (см. ниже рис. 2.1.).

 

2.2. Оценка плотности теплового потока радиационного излучения, который возвращается парниковыми газами в атмосферу Земли.

 

На рис. 2.1приведены графики спектров поглощения разных газов, составляющих воздух,приведен спектр излучения Солнца (DowngoingSolarRadiation) и приведен спектр (UpgoingThermalRadianion) испускания поверхности Земли при температурах поверхности Земли в диапазоне температур от 210оК до 310оК (от минус 63оС до плюс 37оС) [2.2].

 

Рис. 2.1.  Спектры поглощения и излучения лучистой энергии на планете.

 

Анализируя сведения, приведенные на рис. 2.1, следует признать, что:

  • Двуокись углерода и другие газы,упомянутые в Парижском соглашении по климату от декабря 2015года,не задерживают радиацию планеты сегодня, при настоящих значениях средних температур поверхности планеты, но станут задерживать, когда температура поверхности Земли достигнет +80оС.
  • Кроме того, при внешнем температурном воздействии на климат, спектр излучения лучистой энергии от поверхности Земли смещается из окна относительной прозрачности атмосферыдля длин волн от 8 до 12 мкм, а вне окна прозрачности поглощательная способность атмосферы увеличивается выше типового значения коэффициента поглощения атмосферой теплового излучения в окне относительной прозрачности атмосферы.
  • Атмосфера начинает эффективнее поглощать и возвращать лучистую энергию к поверхности Земли, содействуя увеличению температуры поверхности планетыпри любом знаке отклонения температуры от привычной, но…

- водном случае климат восстанавливается (при случайном похолодании климата смещение спектра излучения из окна прозрачности приводит к повышенному нагреву и к восстановлению климата до привычного состояния),

- вдругом случае (при случайном потеплении) климат переводится в состояние саморазогрева (при потеплении происходит смещение спектра излучения из окна прозрачности, а некоторая часть теплоты, которая могла бы пройти через атмосферу и попасть в космос, остаётся в атмосфере и разогревает её).

Саморазогрев климата опасно приближает климат к точке невозврата, когдадля остановки потепления не хватит всех материальных ресурсов всех государств планеты.

В установившемся за последние миллионы лет тепловом режиме планеты, и даже сегодня, действует канал вывода теплоты из стратосферы в космос (от холодного слоя к горячему) с пропускной способностью равной разности потоков теплоты приходящей от Солнца и излучаемой поверхностью Земли, а именно: NРАЗНОСТ=67,0 Вт2

Логично предположить, что пропускная способность кондуктивного канала вывода теплоты из стратосферы в космос не должна быть меньше, dN’КОНД. =NРАЗНОСТ.

dN’КОНД. =  NРАЗНОСТ=67,0Вт/м2.

Логично и другое. Если бы пропускная способность канала по перемещению теплоты из стратосферы в космос, dN’КОНД.  была быбольше, чем 67,0Вт/м2, то средняя температура на Земле была бы ниже, чем сегодня, а если бы пропускная способность канала по перемещению теплоты из стратосферы в космос, dN’КОНД., была быменьше, чем 67,0Вт/м2, то средняя температура на Земле была бы выше, чем сегодня.

 

Чтобы оценить истинную пропускную способность кондуктивного канала вывода теплоты из стратосферы следует учесть следующее:

  •  В окне прозрачности тепловой поток с плотностью Q”ОКНА, при  сегодняшнем уровне влагосодержания воздуха, будет поглощаться. Это около 10% проходящего через окно излучения, т.е. 10% (см. график Percentрис. 2.1 в ближней области длин волн к 11 мкм) от qУД-ИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ, равной (считая по приведённой к площади большого круга):

qУД-ИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ=qИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ•КБК/ПШ =564,1•0.25=141 Вт/м2,

где:

- КБК/ПШ = 0,25 – это отношение площади большого круга (БК) шара к площади поверхности шара (ПШ).

Q”ОКНА=10% от qУД-ИЗЛУЧ_ЗЕМЛИ=10•141/100=14,1 Вт/м2;

*** поглощаться инфракрасное излучение будет влагой, содержащейся в атмосфере, но в космос будет излучаться половина теплового потока с плотностью Q”ОКНА=14,1 Вт/м2, а половина будет возвращаться к поверхности Земли.

  •  По причине не полной прозрачности окна для инфракрасного излучения от поверхности Земли в космос, в атмосфере остаётся поток теплоты, плотностью QОКНА=0.5•Q”ОКНА=0.5•14,1=7,05 Вт/м2.

 

Этот поток теплоты тоже должен быть выведен из стратосферы в космос кондуктивным каналом вывода теплоты и тогда полная пропускная способность кондуктивного канала, обеспечивающая баланс теплоты на планете должна быть dNКОНД.:

dNКОНД. = dN’КОНД. +0,5•Q”ОКНА= 67 + 7,05=74,05 Вт/м2.

 

2.3. Оценка плотности дополнительного теплового загрязнения, связанного с увеличением влагосодержания атмосферного воздуха.

 

Известно, что при увеличении температуры воздуха на 0,6 градуса(практически при любой начальной влажности, практически при любой начальной температуре и практически при любом давлении) влагосодержание воздуха увеличивается как минимум на 7,5 % [2.3]. 

Соответственно, при нагреве атмосферного воздуха на каждые 0,6 градуса влагосодержание воздуха в атмосфере возрастает  почти на 7,5%, а при этом всё больше лучистой энергии блокируется в окне относительной прозрачности для инфракрасного излучения влагой атмосферы и заблокированный тепловой поток дополнительно нагревает атмосферу. Потому, с течением времени от даты озабоченности мирового сообщества потеплением климата, атмосфера разогревается всё быстрее и самостоятельно процесс саморазогрева климата остановиться уже не может без применения научно обоснованных мер по устранению причины потепления.

Не вызывает сомнения (рис. В.2., данные МГЭИК при ООН), что с 1980 года по 2010 год температура воздуха увеличилась не менее чем на 0.6 градуса шкалы Цельсия (по 0,016 градуса в год), а это значит, что влагосодержание воздуха увеличилось на D%=7,5% и к устоявшемуся значению теплоты, поглощаемой в окне относительной прозрачности атмосферы для инфракрасного излучения,  а именно, к величине QОКНА= 7,05 Вт/м2, добавился дополнительный поток антропогенного загрязнения (на интервале потепления, но в пересчёте на один год), величиной не менее:

dQКОНД_2016= D%*QОКНА= 7,5•7,05/100 = 0,528Вт/м2.

*** В среднем по году, за последние 30 лет, в атмосфере действовал (дополнительный к антропогенному потоку теплового загрязнения), ещё и поток теплового загрязнения от блокировки излучаемого инфракрасного излучения поверхностью Земли в космос, со средней плотностью потока,  ΔQСР-БЛОК:

Δ’QСР= dQКОНД_2016=0,528/30 = 0,0176Вт/м2.

 

В случае линейного хода во времени исследуемого параметра, на конечной границе диапазона усреднения параметр будет в 2 раза выше среднего. Тогда

к 2017 году, поток блокировки должен был бы составлять ΔQСР-БЛОК= 0,0352Вт/м2),как минимум. Реально значение величины потока теплоты заблокированной в окне прозрачности будет выше, ибо, как дальше будет показано, изменение температуры и потока теплового загрязнения атмосферы подчиняются не линейному закону.

Поток теплового загрязнения атмосферы, как будет показано далее, поглощается водами морей и океанов, что увеличивает скорость нагрева их поверхностных вод со скоростью нагрева даже больше, чем скорость увеличения средней температуры воздуха.

В рассуждениях о климате появились такие категории, как «скорость нагрева», но скорость нагрева предполагает понимание наличия мощности теплового потока нагрева и теплоёмкости нагреваемых сред.

Можно выделить несколько важных из новых категорий, это:

- теплоёмкость атмосферного воздуха;

- теплоёмкость вод морей и океанов;

- теплоёмкость льда, большая часть которого сосредоточена над Гренландией и Антарктидой;

- теплота плавления льда;

- теплота парообразования влаги для обеспечения дополнительного влагосодержания атмосферы;

- теплоёмкость пород коры Земли материков.

 

Чтобы оценить динамические параметры поведения климата, нужно получить некие отправные значения (начальные значения) параметров климата с учётом антропогенной теплоты. Эти значения будут получены в следующей главе.

 

Глава 3.  Расчёт параметров климата
с учётом антропогенной теплоты

 

Переходя к части книги, посвящённой расчётам параметров климата с учётом антропогенной теплоты, необходимо ещё раз отметить, что Киотский протокол, принятый в 1997 году и Парижские соглашения по климату 2015г., характеризуется отсутствием научного обоснования причин глобального потепления.  Следовало бы при разработке международных соглашений по климату учесть влияние антропогенной теплоты от деятельности человечества и в первую очередь, от сжигания человечеством топлива в силовых установках и электростанциями.

На рис.3.1 [3.1] приведена гистограмма структуры использования основных энергоносителей по годам. По вертикали отложено их потребление в миллиардах тонн условного топлива (т у.т.).

Рис. 3.1. Динамика использования энергоносителей в мире (в млрд. тонн у.т.)

 

Расчётами будет показано, что изменение температуры климата (как изменение средней по времени и по поверхности Земли температуры воздуха, средней температуры почвы материков и средней температуры верхних слоёв водной поверхности планеты) находится в прямой зависимости от количества сгоревшего топлива.

Если крупными мазками говорить о роли антропогенной теплоты для климата, то тепловой энергии, передаваемой в атмосферу каждый год при деятельности цивилизации на Земле, хватает, чтобы ежегодно растопить 1080 кубических километров льда и поднять уровень мирового океана талой водой на 2.9 мм, а также нагревать ежегодно воздух на 0.016 градуса шкалы Цельсия.

Необходимые данные для подтверждения сказанного выше расчётным путём приведены в таблице 3.1.

Таблица 3.1

п.

Параметры и исходные данных по климату

Значения

Источник

1

Ежегодное увеличение температуры среды обитания,
dTОБИТАНИЯ (град/год)

0.016

[В.1]

2

Площадь поверхности Земли, SЗЕМЛИ (см2)

Площадь океанов и морей, SВОДН (км2)

Общий объём льда на планете,  VЛЬДА(км3)

0,5•1019

361•106

26•106

[3.2]

[3.2]

[3.2]

3

Удельная теплоёмкость воздуха, CP(кДж/(кг×град))

1,0

[3.3]

4

Масса воздуха над поверхностью планеты, mНАД_КВ.СМ.(кг/см2)

1,0

[3.3]

5

Удельная теплота плавления льда, λЛЁД (кДж/кг)

334

[3.3]

6

Удельная теплоёмкость воды, СВОДЫ (кДж/(кг×град))

4,19

[3.3]

7

Удельная плотность двуокиси углерода, ρСО2 (кг/м3)

1,3

[3.3]

8

Численность населения на планете, КОЛЛЮДЕЙ(ед.)

7,35×109

[3.4]

9

Тепловой поток от живого человека, NЧЕЛОВ. (Вт/чел.)

120

[3.5]

 

3.1. Расчёт ежегодного теплового загрязнения среды обитания от сжигания ископаемого топлива

 

На гистограмме рис. 3.1 приведены сведения о структуре и объёме потребляемых за год энергоносителей на планете. По горизонтали отложены года (от 1900 г. до 2009 г.), а по вертикали отложены значения потребляемых видов топлива и других энергоресурсов в миллиардах тонн условного топлива (млрд. т у.т.), включая гидроэнергию.

Общее потребление условного топлива в течение 2009 года составило 14,7 миллиардов тонн условного топлива. Можно принять, что в 2016 году масса сожженного топлива составит не менее МУСЛ. ТОПЛ. = 14,0•1012кг/год. Тогда,если один килограмм условного топлива выделяет при сгорании в атмосферу QУД_УСЛ = 0,29232•105 кДж/кг, за год в атмосферу выделится теплота от сгоревшего в течение года топлива в количестве QТОПЛ :

QТОПЛ = М•QУД_УСЛ = 14,0•1012×0,29232•105 = 4,09•1017 кДж/год.

 

3.2. Тепловое загрязнение от передачи в атмосферу теплоты от человеческих тел и животных

 

При определении величины теплового загрязнения атмосферы от передачи в атмосферу теплоты от человеческих тел и животных,  QЖИВНОСТЬ,  принимается, что человек выделяет в атмосферу тепловой поток в соответствии с п. 9 табл. 3.1. Учитывая, что для каждого человека приходится содержать не менее одного животного, обеспечивающего человека молоком, маслом, сыром, мясом, в течение года, а животные выделяют в атмосферу в два раза больше теплоты, чем человек,  учитывая численность населения (см. п. 8 табл. 3.1), тогда величина теплового загрязнения атмосферы QЖИВНОСТЬ  будет равна:

QЖИВНОСТЬ= 3•NЧЕЛОВ. •КОЛЛЮДЕЙ•ЧС/ГОД =

= 3•120•7,35•109 •3,15•107 = 8,34•1019 Дж/год (0,834•1017кДж/год),

где: 

- ЧС/ГОД  - число секунд в году (ЧС/ГОД =365•24•3600 = 3,15•107с/год).

 

Антропогенное тепловое загрязнение среды обитания с учетом теплоты сгораемого топлива и тепловыделения людей и животных (п.3.1 и 3.2) составит, QТОПЛ+ЧЕЛ:

QТОПЛ+ЧЕЛ = QТОПЛ + QЖИВНОСТЬ= 4,09•1017+ 0,834•1017= 4,92•1017 кДж/год.

 

3.3. Расчёт энергии, необходимой для ежегодного нагрева воздуха на 0,016градуса шкалы Цельсия в год.

 

Из рисунка В.2 следует, что на интервале последних 30 лет скорость прироста средней температуры воздуха в атмосфере земли составляла не менее величины dTОБИТАНИЯ= 0,016 градуса/год.

Масса атмосферы в килограммах, МАТМ, с учётом п. 2 и п. 4 табл. 3.1, численно равна площади поверхности Земли, взятой в сантиметрах квадратных:

МАТМ= SЗЕМЛИ×mНАД_КВ.СМ.= 0,5×1019•1,0=0,5•1019 кг.

Количество энергии, необходимое для нагрева атмосферы на 0,016 градуса (см. п.1 и п.4. табл. 3.1) в год, равно:

QАТМ_0.016 = МАТМ•CP•dTОБИТАНИЯ= 0,5•1019•1,0•0,016=0,8•1017 кДж/год.

Это меньше, чем антропогенное тепловое загрязнение планеты за год.

 

3.4. Расчёт энергии, необходимой для таяния ледников и нагрева талой воды до средней температуры воды в океане.

 

Предварительно нужно рассчитать объём льда (VЛЬДА), который нужно растопить, чтобы уровень океана, площадь которого, SВОДН= 361•106 км2 (п.2. табл. 3.1), увеличился на величину dhОКЕАНА=2,9•10-3 м/год (см. рис. 3.2) [В.1], предполагая, что уровень мирового океана повышается за счёт убыли льда в ледниках: 

VЛЬДА= SВОДН•dHОКЕАНА= 361•106•2,9•10-6=1046 км3/год. 

 

Рис. 3.2. Изменение уровня мирового океана

 

При расчетах предполагается, что плотность воды и льда в первом приближении составляет 1000 кг/м3, тогда объём льда в 1046 км3 имеет массу
mЛЬДА=1,046•1015 кг. Гренландия в последние годы теряет до 240 кубокилометров льда.

*** Вместе с Антарктидой, на планете, ежегодно теряется льда в год, более VЛЬДА=1046 км3 [3.3.].

 

Количество энергии, QЛЬДА, которое требуется для того, чтобы растопить лёд в количестве VЛЬДА=1046 км3 и нагреть талую воду до средней температуры вод океанов (до плюс 4 градуса Цельсия):

QЛЬДА= λЛЁД•mЛЬДА+dTВОДЫ•СВОДЫ•mЛЬДА= 334•1,046•1015+

+4•4,19•1,046•1015=3,49•1017+0,175•1017=3,66•1017кДж/год,

где: 

- λЛЁД  - удельная теплота плавления льда,  λЛЁД=334 кДж/кг;

- СВОДЫудельная теплоёмкость воды, СВОДЫ=4,19 кДж/(кгград) (см. строка 5 и 6 таблицы 3.1);

- dTВОДЫ = 4 – средняя температура воды в океанах и морях.

 

Полученное значение количества теплоты, QЛЬДА=3,66•1017кДж/год, потребное для таяния заявленного количества льда, в сумме с энергией QАТМ_0,016=0,8•1017 кДж/год, необходимой на нагрев атмосферного воздуха с существующей скоростью (QАТМ_0,016=0,8•1017 кДж/год), – это меньше, чем ежегодное количество антропогенной теплоты (QТОПЛ+ЧЕЛ = 4,92•1017 кДж/год).

Очевидно, что остаток теплоты поглощается в процессе ежегодного нагрева поверхности Земли и водных бассейнов:

                 QОСТАТОК= QТОПЛ+ЧЕЛ–QЛЬДА–QАТМ_0,016=4,92•1017–3,66•1017–0,8•1017= =0,45•1017 kJ/year.

 

3.5. Определение удельной мощности теплового потока антропогенного загрязнения атмосферы

 

Чтобы определить среднюю удельную мощность теплового потока антропогенного загрязнения атмосферы NУД_ЗАГР,следует величину антропогенной теплоты, попадающей в атмосферу за год, QТОПЛ+ЧЕЛ = 4,92•1020 Дж/год, привести к площади поверхности SЗЕМЛИ= 0,5•1015 м2 :

NУД_ЗАГР=QТОПЛ+ЧЕЛ/(SЗЕМЛИ•ЧС/ГОД)=4,92•1020/(0,5•1015×3,15•107)=

=2,93•10-2 Вт2,

где:

-  ЧС/ГОД – число секунд в году (ЧС/ГОД =365•24•3600 = 3,15•107с/год).

 

 3.6. Содержание диоксида углерода в атмосфере

 

При определении содержания диоксида углерода в атмосфере планеты принимается, что концентрация двуокиси углерода составляет величину, %СО2= =0,039%=3,9•10-4 (см. рис. В.1 [В.1]).

 

Масса атмосферы МАТМ=0,5•1019 кг (см. п.2 и п.4 табл. 3.1), тогда постоянно в атмосфере находится масса диоксида углерода, MСО2 ПОСТ, в количестве:

MСО2 ПОСТАТМ•%СО2=0,5•1019•3,9•10-4=1,95•1015 кг СО2.

Из рис. В.1 следует, что прирост концентрации диоксида углерода за год составляет величину d%=0.002 %/год, тогда прирост абсолютного количества двуокиси углерода, MСО2-В-ГОД, составляет в год:

MСО2-В-ГОДАТМ•%СО2=0,5•1019•2•10-6=10•1012 кг/год углекислоты (10•109 тонн в год).

 

3.7. Поступление диоксида углерода в атмосферу из воды растаявшего льда, из морей и океанов

 

Можно рассчитать количество диоксида углерода, которое выделится из талой воды растаявшего льда, если известно, что при Т0 = 0оС вода содержит

-  vL_0= 0,47 мл/литр двуокиси углерода, а при Т20 = 20оС в воде содержится 

- vL_24= 24 мл/литр двуокиси углерода [2.6].

Средняя температура океанов 4оС [3.3].

 

При нагреве воды на dTНАГРЕВ= 4 градуса каждый литр выделит в атмосферу количество диоксида углерода, vL, равное:

vL=(vL_0vL_24)•dTНАГРЕВ/(Т20 - Т0) = 0,47–0,24/5=0,046  мл/литр.

Один кубический метр нагретой воды выделит двуокиси углерода в
1000 раз больше, чем один литр в тысячу раз:

vКУБОМЕТР= 1000•vL= 1000•0,046 = 46 мл/м3.

Удельная плотность диоксида углерода в нормальных условиях ρСО2 = 1,3 кг/м3, тогда масса диоксида углерода (выделившаяся из прогретого до четырёх градусов одного кубометра воды) приведенная к нормальным условиям, равна:

Уд = vКУБОМЕТРוρСО2 = 46×10-6•1,3 = 59,8•10-6 кг/м3.

Из одного кубического километра талой воды выделится двуокиси углерода в 109 раз больше, чем из одного кубического метра воды:

Уд_км = Уд•109 = 59,8•10-6 •109 = 59,8•103кг/км3.

Из всей талой воды в количестве VЛЬДА=1046 км3 выделится в год в атмосферу диоксида углерода в количестве MСО2 ИЗ ТАЛ_ВОДЫ:

MСО2 ИЗ ТАЛ_ВОДЫ= Уд_км•VЛЬДА= 59,8•103•1046 = 6,255•107кг/год двуокиси углерода (или 6,2•104 тонн/год).

Определим количество диоксида углерода, которое выделится в атмосферу, если оставшаяся часть антропогенной теплоты, вычисленной выше (QОСТ = 0,46•1017 кДж/год), будет поглощена нагреваемой водой в океанах и морях.

В этом параграфе уже, выше, вычислено удельное выделение газа из кубического километра воды при её нагреве на 4 градуса, а именно: Уд_км = 5,98•104кг/км3.

Остатком антропогенной теплоты QДОП=0,46×1017кДж/год (после отвлечения большей части антропогенной теплоты на нагрев воздуха и таяния льда в ледниках) может быть нагрето до 4 градусов некоторое виртуальное (произвольно расположенное) количество воды VВИРТ:

VВИРТ= QДОП /4•СВОДЫ = 0,46•1017/ (4•4,19•1012) = 2,7•103км3.

Нагретая вода в объёме, эквивалентном VВИРТ= 2,7•103 км3, выделит за год в атмосферу массу двуокиси углерода, MИЗ-НАГР-ВОДЫ:

MСО2-ИЗ-НАГР-ВОДЫ=Уд_км•VВИРТ=5,98•104•2,7•103=16,1•107 кг/год. (1,6•103 т/год).

Всего, с учётом нагрева талой воды, в атмосферу выделяется ежегодно двуокиси углерода не менее MСО2_ИЗ НАГР_ВОДЫ_Σ:

MСО2_ИЗ НАГР_ВОДЫ_Σ= MСО2_ИЗ НАГР_ВОДЫ+ MСО2 ИЗ ТАЛ_ВОДЫ =

= 1,6•103 + 0,0625•10*6 = 0,0641•10*6 т/ год.

Процесс адсорбции и абсорбции вод морей и океанов идёт в двух направлениях и сегодня, но под давлением избыточного количества двуокиси углерода в воздухе больше поглощается двуокиси углерода (более 20 миллиардов тонн углекислоты) из воздуха, питая процедуры гидробиотики.  А выделяется из воды при её нагреве - всего 1,6 миллиона тонн двуокиси в год.

 

3.8. Выделение диоксида углерода при сжигании органического топлива

 

Можно определить массу антропогенного диоксида углерода, которая выделяется при сжигании за год органического топлива. Структура потребления топлива и потребляемой энергии приведена на рис. 3.1.

Разное топливо отличается долей выделением СО2 от массы топлива при сгорании.

При сжигании метана (СН4) получается вода и двуокись углерода, но больше выделяется воды.

Исходная масса газа (топлива) составляет 16 молей, а получается двуокиси углерода (СО2) 44 молей.  Масса двуокиси углерода превышает массу исходного топлива в 44/16 = 2,76раз.

При сжигании каменного угля (уголь – это почти чистый углерод), воды почти не образуется и масса двуокиси углерода в продуктах сгорания превышает массу топлива, как 44 к 12, т.е. в 3,66 раз (44/12 = 3,66 раз).

Доля каменного угля и углеводородов в ежегодной структуре потребления топлива приблизительно равны.

Это позволяет предположить, что средний коэффициент прироста массы двуокиси углерода, КУВЕЛ, в процедурах горения топлива может составлять:

 КУВЕЛ= =(2,76+3,66)/2=3,2 раз.

Доля углеводородов в структуре потребляемой энергии, составляет ДСЖИГ.= 0,7 (рис. 2.1), тогда масса ежегодно выделяемой двуокиси углерода при сжигании углеводородного топлива СО2_АНТРОП сжигаемого за год равна:

СО2 АНТРОП = ДСЖИГ.•МУСЛ_ТОПЛ. •КУВЕЛ = 0,7•14×1012•3.2 = 32•1012кг/год

*** для сведения, (МУСЛ_ТОПЛ. =14,0•1012 кг/год).

 Таким образом, в атмосферу выделяется, как минимум, 32•109 тонн СО2 в год.

 

3.9. Выделение людьми и животными на планете диоксида углерода

 

Численность населения Земли КОЛЛЮДЕЙ = 7,35•109 человек, а на каждого человека приходится содержать сельскохозяйственных животных.

За год люди и животные  выделяют теплоты (п.3.2.), QЖИВНОСТЬ= =0,834×1017кДж/год.

Чтобы выделить установленное в п. 3.2 количество теплоты, люди и животные за год должны потреблять некоторое количество сухого продукта для пищи, MПИЩИ_ГОД:

MПИЩИ_ГОД= QТОПЛ+ЧЕЛ/ WN= 0,834•1017/32•103 = 2,6•1012кг/год,

где: WN= 32•103 кДж/кг [2.3] – нижняя  теплотворная способность углеводородов, в том числе и пищевых  углеводородов.

Сгорание в течение года MПИЩИ_ГОД=2,6×1012 килограмм пищи в организмах людей и животных, продуцирует в атмосферу диоксид углерода в количестве ZЖИВНОСТЬ. Как и в случае с топливом для электростанций, количество углекислого газа, выдыхаемого людьми и животными, в несколько раз больше массы пищи (п. 3.2), а в среднем, коэффициент увеличения массы двуокиси углерода к массе пищи, КУВЕЛ =3,2 раз.

Тогда масса диоксида углерода, выделяемого людьми и животными в атмосферу, в течение года:

ZЖИВНОСТЬ=MПИЩИ_ГОД•КУВЕЛ=2,6•1012•3,2=8,32•1012кг/год.

*** Для сравнения: эмиссия двуокиси углерода от сгоревшего за один год топлива составляет, СО2_АНТРОП = 32•1012кг/год.

 

Глава 4.  возможная, реальная и ожидаемая динамика температуры климата

 

4.1. Определение возможной скорости потепления климата

 

Оценки возможной скорости потепления зависят от реальных ситуаций, а понимание роли каждого параметра климата и процесса в балансе теплоты на планете проще оценить в вырожденных ситуациях (когда учитывается влияние только одного параметра или процесса – или их отсутствие).

 

4.1.1.Можно оценить возможную скорость потепления климата, если бы отсутствовал кондуктивный (п. 1.2) механизм вывода лишней теплоты в космос. 

Методика расчёта следующая. Нужно количество теплоты, создаваемой за один год нагревателем с удельной плотностью теплового потока в dNКОНД. = NЛИШН. = 74,05 Вт/м2, разделить на теплоёмкость, ССТОЛБ(столба воздуха в атмосфере, у которого площадь основания на поверхности Земли равна одному квадратному метру):

ССТОЛБ мСТОЛБ•СР = 10 000•1,0 = 1•104 кДж/(градстолб).

В течение года тепловой поток мощностью NЛИШН., равный 74,05 ватт (74,05 Дж/сек), принесёт тепловой энергии в атмосферу:

Q74.05_ГОД С/ГОД •NЛИШН.= 3,15•107•74,05=232,5•104 кДж/год,

где:

С/ГОД  - число секунд в году (ЧС/ГОД =365•24•3600=3,15•107с/год);

- NЛИШН - мощность лишнего теплового потока (Вт).

*** Воздух, над каждым квадратным метром поверхности Земли (и даже над полюсами), каждый год стал бы нагреваться на dТ74,05_ВТ градусов:

     dТ74,05_ВТ=Q74,5_ГОДСТОЛБ=232,5•104/1•104=232,5 градусов шкалы Цельсия. 

За единственный год после создания текущих параметров климата планеты, весь воздух на планете мог бы прогреться (и даже над полюсами) на 232,5 градусов, если бы отсутствовал кондуктивный способ вывода теплоты.

 

Можно ли в таком случае не исследовать кондуктивный метод передачи теплоты?

 

4.1.2.Можно оценить скорость потепления климата в условиях, если сегодня отсутствовали бы на Земле ледники и на их таяние не требовалась бы теплота и теплота таяния льда не отвлекалась бы от  нагрева воздуха.

 

Теплоёмкость воздушного океана Земли (теплоёмкость атмосферы, САТМ) пропорциональна площади Земли, SЗЕМЛИи теплоёмкости столба воздуха с площадью основания один сантиметр квадратный, ССТОЛБ.

ССТОЛБ = мСТОЛБ•СР=10 000•1,0=1•104 кДж/(градстолб),

где:

- СР=1.0 кДж/(кг•град) – удельная теплоёмкость воздуха.

На таяние льда отвлекается ежегодно энергии: QЛЬДА= 3,66•1017кДж/год, или в пересчёте на один метр квадратный, с учётом площади Земли SЗЕМЛИ(см2) = 0.5•1019, ежегодно, 732 кДж/столб (3,66•1017/0.5*1015=7.32•102).

 

За каждый год, средняя температура воздуха в столбе возрастала бы на величину DT”:

DT”= QЛЬДА/(SЗЕМЛИ•ССТОЛБ)= 3,66•1017/(0.5*1015•1•104)=0.0732 градуса

 

*** Сегодня есть куда отвлекаться антропогенной теплоте, а именно: на таяние льда. Однако, когда растают ледники то температура (даже без учёта парникового эффекта) станет увеличиваться не менее, чем на 0,0732 градусов в год, а не на 0.016 как сегодня.

 

 

4.1.3. Ожидаемая динамика удельной мощности антропогенного теплового загрязнения и ожидаемая динамика средней температуры воздуха в атмосфере Земли.

За интервал времени в 30 последних лет жизни планеты произошёл плавный прирост влагосодержания атмосферы на 7,5% (плавный, но не линейный). Это привело к тому, что в окне относительной прозрачности атмосферы для инфракрасного излучения с длиной волны от 8 до 12 мкм поглощение увеличилось на величину

dQОКНА= QОКНА*7,5/100=7,05*0,075=0,528 Вт/м2,

Поглощение в окне относительной прозрачности атмосферы нарастало в течение dt=30 лет от нуля до некой величины, УД’ПОГЛ-ОКНА, со средней скоростью:

УД’ПОГЛ-ОКНА=dQОКНА/dt=0,528/30=0,0176 Вт/(м2•год).

Выше, в разделе 3.5 показано, что на интервале 30 лет среднее дополнительно антропогенное тепловое загрязнение составило NУД_ЗАГР=0,0293 Вт2.

*** Дополнительное тепловое загрязнение от увеличенного парникового эффекта в атмосфере к 2016г. стало соизмеримо по удельной плотности теплового потока с антропогенной деятельностью людей, которые перегревают атмосферу тепловым потоком со средней величиной не менее 0,0293+0,0176= =0.0469 Вт/м2. Следовательно, ежегодно, прирост потока загрязнения превышал величину антропогенного загрязнения, а суммарный эффект увеличения влагосодержания накапливался и к текущему значению антропогенного загрязнения, например, величиной 0,029 Вт/м2, должны начисляться проценты: 100*0,0176/0,0293=60%.

Тогда функция S, описывающая динамику возрастания поглощения в окне относительной прозрачности атмосферы для инфракрасного излучения с длиной волны от 8 до 12 мкм будет иметь вид:

S= NУД_ЗАГР* (1+J/100)G,

где:

- NУД_ЗАГР=0,029 Вт/(м2•год)– удельное антропогенное загрязнение атмосферы;

- J=100•УД’ПОГЛ-ОКНА/ NУД_ЗАГР=0,0176/0,029=60,6% - величина сложного процента.

- G– интервал времени, на котором отсчитывается прирост теплоты.

 

Рис. 4.1.  По вертикали мощность теплового загрязнения (Вт/м2).  

 По горизонтали – номер шага отсчёта (от начала саморазогрева климата).

 

Через 20 шагов, в соответствии с графиком рисунка 4.1 атмосфера будет перехватывать всю излучаемую планетой тепловую энергию, 90% которой сегодня уходит в космос.

 

Для перехода от шагов к годам нужно учесть физику процесса, а именно: база для начисления процента будет падать с течением времени, но скорость увеличения загрязняющего теплового потока увеличиваться. См. рисунок 4.1.

База – это значение плотности теплового потока, который мог бы излучаться поверхностью Земли в космос, и пока ещё меньшая часть базового потока задерживается в окне относительной прозрачности атмосферы. Со временем плотность теплового потока, который задерживается атмосферой – будет возрастать.

Длина шага в годах (по вертикали рис. 4.2), величина переменная. От начала саморазогрева климата и к настоящему времени потребовалось 30 лет, чтобы увеличить влагосодержание климата на 7,5%. На этом этапе увеличилось тепловое загрязнение присоединённой теплотой (плюс к антропогенной) и средний суммарный поток антропогенного загрязнения вырос в 1.6 раза от исходного значения.

Следующий период будет уже не 30 лет, а в 1.6 раза короче -  всего 18 лет. Продолжительность (в годах) каждого шага рисунка 4.2 иллюстрирует график рисунка 4.3. Чем дальше по времени, тем короче шаг в годах.

Рис. 4.3. По вертикали отображена продолжительность

шага (в годах), а по горизонтали – номер шага.

 

Из графика следует, что вблизи тридцатого шага (ось «X») продолжительность шага составляет всего 1.4 года.

С учетом сокращения длительности шага, график рисунка 4.4 (в координатах время (в годах) по горизонтали, а по вертикали – тепловая мощность антропогенного загрязнения атмосферы (в Вт/м2)), отображает дату крутого увеличения величины теплового загрязнения атмосферы, а по сути дела, эта дата является датой точки невозврата климата на пути его саморазогрева.

 

Исходя из графика рисунка 4.4, у этой цивилизации на Земле осталось не более 20 (двадцати) лет для того, чтобы устранить причину саморазогрева климата. После 20 лет экономические затраты на проведение научно обоснованных методов устранения причины саморазогрева климата будут катастрофически нарастать.

*** Не путать научно обоснованные методы с ритуальными танцами вокруг сокращения эмиссии в атмосферу двуокиси углерода, метана и закиси азота, под грохот бубна Парижского соглашения по климату 2015 года!

Кстати, Д.Трамп отказался исполнять ритуальные танцы под этот бубен!

 

Рис. 4.4.  Динамика плотности потока теплового загрязнения

атмосферы (в Вт/м2) от течения времени (за ноль принят 2016 год).

 

Однако, следует учесть, что процессы накопления влаги в воздухе и величины потока теплового загрязнения в атмосфере не происходили линейно, а подчинялись закону сложного процента.

Основание степени сложного процента, Jиз формулы сложного процента: S= NУД_ЗАГР* (1+J/100)G,  можно определить, если известны конечные параметры процесса накопления влаги, а именно:

- интервал времени протекания процесса G=∆t=30 (тридцать) лет;

- начальная удельная плотность потока теплового загрязнения атмосферы, NУД_ЗАГР=0,0293 Вт2;

- конечное значение удельной плотности теплового загрязнения атмосферы, S=dQОКНА=0,528 Вт/м2 (7.5% от плотности потока, возвращаемого окном относительной прозрачности атмосферы в период до 1980 года).

Тогда основание степени J, в формуле сложного процента, определится из формулы:

J = = =1,103,

а график изменения величины удельного теплового загрязняющего потока атмосферы будет иметь вид, который представлен на рисунке 4.5.

 

Рис. 4.5. Динамика прироста теплового загрязнения.

 

По горизонтальной оси Х отложено время в годах, за ноль принят 2016 год. По вертикальной оси Yотложена удельная плотность загрязняющего атмосферу теплового потока, в Вт/м2поверхности Земли.

Горизонтальные линии идут вверх с шагом dQОКНА=0,528 Вт/м2.

Каждой более верхней горизонтальной линии соответствует прирост средней температуры воздуха в атмосфере на 0,6 градуса и, соответственно, прирост влагосодержания на 7,5% и прирост плотности теплового загрязняющего потока на 0,528 Вт/м2.

Из графика следует, что через 7; 11,2; 14,2 лет будет достигнуто превышение отображённых горизонтальными линиями значений плотности потока теплового загрязнения атмосферы при течении времени в годах, соответственно 1,056; 1,584 и 2.109 Вт/м2.

Или, соответственно, время достижения следующего порога плотности потока загрязнения от начала саморазогрева климата сокращается с первых 30 лет до 7.0 лет, а потом до 11,2-7=4,2 лет и до 14,2-11,2=3,0 лет.

 

4.2.Теперь, когда определена скорость увеличения мощности теплового потока, загрязняющего атмосферу, оценена дата точки невозврата климата на пути его саморазогрева, возможны рассуждения на темы:

- согласуются ли рассчитанные значения с реальной скоростью потепления;

- а если согласуются, то можно ли обсуждать научно обоснованные технологии устранения причины саморазогрева климата.

 

 

Рис. 4.6. Через 30 лет прирост температуры воздуха на очередные 0,6 градуса будет быстрее, чем в полгода.

 

***По вертикали плотность потока теплового загрязнения, но приросту потока на 0.528 Вт/м2 соответствует прирост температуры на 0.6 градуса. К тридцатому году от «нашей эры» (от 2016г.) средняя температура климата увеличится на 120 градусов. У каждого жителя планеты и даже за полярным кругом будет своя персональная парная, прямо на улице, но с мокрым паром.

 

4.3. Сравнение реальной скорости потепления климата с оценочными значениями.

 

4.3.1.В главе 3 показано, что:

-  антропогенного теплового загрязнения вполне хватает на то, чтобы растопить лед в ледниках и талой водой ежегодно увеличивать уровень мирового океана на регистрируемую мониторингом климата величину, dhОКЕАНА:

dhОКЕАНА=2,9×10-3м/год.

-  кроме того, антропогенного теплового загрязнения вполне хватает на то, чтобы нагреть воздух в атмосфере и ежегодно увеличивать его температуру на регистрируемую мониторингом величину (dTОБИТАНИЯ= 0,016 градуса/год).

 

В главе 2 показано, что в результате перехода климата в стадию саморазогрева климата, на интервале времени, на котором происходит прирост средней температуры на 0,6 градуса, в атмосферу добавляется дополнительный, её разогревающий поток теплоты и к очередному сроку повышения температуры на 0.6 градуса в атмосфере добавляется поток теплового загрязнения с плотностью 0.528 Вт/м2

В настоящее время этот поток теплового загрязнения поглощается при таянии ледников и при нагреве вод морей и океанов.

Можно оценить глубину прогрева вод морей и океанов и сравнить с реальностью.

 

4.3.2.Теплоёмкость вод океанов, связанная с дополнительным испарением влаги, для обеспечения повышенного влагосодержания воздуха.

В атмосфере содержится в среднем 1,29•1013 т влаги (водяно­го пара и жидкой воды), что эквивалентно слою воды (при выпадении всей влаги в виде атмосферных осадков), hСЛОЯ = 25,5 мм (всего два с половиной ведра на каждый метр квадратный земной поверхности).

За последние 30 лет подлежало ежегодному дополнительному испарению только одна тридцатая часть от величины появившегося дополнительного влагосодержания воздуха величиной в 7,5%. В пересчёте на один квадратный метр поверхности Земли это масса водяного слоя, приведенная к площади поверхности Земли в один квадратный метр, dMhСЛОЯ :

dMhСЛОЯ = ρ•0,075•hСЛОЯ /30 = 1000•0,075•25,5•10-3/30=0,06 кг/м2,

где:

- ρ = 1000 кг/м3;

Затраты на ежегодное испарение слоя воды с массой dMhСЛОЯ :

QИСПАРЕНИЯ = dMhСЛОЯ • rВОДЫ=0,06•2240=134,4 кДж/(м2•год),

где:

- rВОДЫ=2240 кДж/кг – это теплота парообразования для воды.

 

4.3.3.Для нагрева столба воды в океанах, за вычетом затрат энергии на испарение воды, ежегодно останется, QДЛЯ СТОЛБА ВОДЫ:

QДЛЯ СТОЛБА ВОДЫ= dQОКНА•ЧС/ГОД–QИСПАРЕНИЯ= 0,528•3,15•107

134,4 =1,66•104–0,0134•104= 1,047•104кДж/столб,

где:

- ЧС/ГОД  - число секунд в году (ЧС/ГОД =365•24•3600 = 3,15•107 с/год).

- dQОКНА=0,528 кДж/м2 – поток теплового загрязнения в окне относительной прозрачности атмосферы.

 

4.3.4. Глубина прогрева воды при потеплении может быть определена из условия, что дополнительная теплота загрязнения поглощается вся и полностью, водой океанов и морей.

Теплоёмкость одного погонного метра столба воды, с сечением столба один метр квадратный CМЕТР-СТОЛБ :

CМЕТР-СТОЛБ = СВОДЫМ= 4,19•1000 = 0,419•104 кДж/метр столба.

 

Тогда за один год, на 0,018 градуса прогреется столб воды в глубину HГЛ:

   HГЛ=QДЛЯ СТОЛБА ВОДЫ/(CМЕТР-СТОЛБ •0,018*Доля)=

           =1,047•104/(0,419•0,018*0.722)=192,2 м,

где:

- Доля = 0,722 – доля морской поверхности в общей поверхности Земли.

 

Это вполне соответствует представлению о том, что прогревается вода в морях и океанах только на глубину, в которой воды перемешивается во время штормов.

В течение года, на 0,018 градуса поднимется температура только в приповерхностном слое морей и океанов, на расчётную глубину до 200 метров.

 

Глава 5.  Влияние вертикальных потоков в коре Земли на баланс теплоты планеты и целостность планеты

 

Следующие разделы посвящены количественным оценкам вертикальных тепловых потоков в коре Земли. Кора Земли – это, в том числе и породы, из которых сложено дно океанов и морей и собственно вода. Полученным в разделе количественным оценкам можно верить, потому что на сегодняшний день накоплено множество косвенной информации, которая позволяет сделать обоснованные расчёты и выводы о вертикальных потоках тепла в коре Земли.

Краеугольным камнем в фундаменте этой информации является убеждение, что вода в океанах прогревается не на всю глубину.

Поведение градиента температуры по глубине погружения имеет особенности, в зависимости от широты и рельефа дна, солености воды, зависимость температуры воды от глубины погружения.

На каждой глубине в воде есть вертикальный тепловой поток. Поток определяется теплопроводностью и кондуктивным (центростремительным) переносом теплоты.

 

Характеристика реального распределения температуры и потока теплоты для некоторых условий приведена в табл. 5.1 [5.1].

Плотность теплового потока в столбе воды с площадью сечения в один квадратный метр определяется удельной теплопроводностью воды, λ = 0,5 Вт/(м•град), а плотность теплового потока тем меньше, чем меньше разность температур на концах столба воды (ДТ) и чем протяжённее столб воды (L).

 

Значения в столбцах 2, 4 и 6 вычисляются по следующей формуле:

Поток теплоты = ΔТ •λ / L, где:

- L– высота столба воды;

- ΔТ – температурный напор на торцах столба воды.

Например, для глубины 2000 метров и средних широт:

     Потоктеплоты=(Т1000–Т2000)•λ/(2000–1000)=(3,8–3,1)•0,5/1000=0,00035 Вт/м2.

Если коротко говорить о результатах, представленных в табл. 4.1, то вода представляет собой достаточно хороший теплоизолятор (столбцы 2, 4, 6 содержат числа близкие к нулю).  И уж точно сведения из таблицы не говорят о наличии восходящих – центробежных потоков теплоты и  вертикальных потоках теплой воды, о которых можно было бы предположить в допущении, что теплота передаётся от горячего ядра планеты к поверхности планеты.

 

Таблица 5.1

Глубина

(метр)

Характеристика вод по географическому признаку

Средние широты

Полярные воды

Озеро Байкал

Температура

(оС)

Поток

теплоты

(Вт/м2)

Температура

(оС)

Поток

теплоты

(Вт/м2)

Температура

(оС)

Поток

теплоты

(Вт/м2)

столбец

1

2

3

4

5

6

0

16,0

 

минус 1,6

 

8,0

 

50

16,1

 

минус 1,9

 

5,0

 

200

15,5

 

0,5

- 0,02

4,0

0,04

1000

3,8

0,0073

0

0,0005

3,3

0,0004

2000

3,1

0,00035

0,2

- 0,0002

 

 

3000

2,8

0,00035

 

 

 

 

5000

2,5

0,00015

 

 

 

 

*** Распределение температуры и потока теплоты на глубине, в разных условиях (принята для воды удельная теплопроводность λ=0,5Вт/м•град).

 

Пример отсутствия значительных восходящих потоков воды демонстрируется в Чёрном море, в котором нижний слой, содержащий сероводород в больших концентрациях, не перемешивается с верхним слоем, имеющим толщину всего 200 метров.

Значительные тепловые потоки и изменения температуры воды существуют только в верхней части слоёв воды в морях и океанах, чему содействует перемешивание воды во время штормов.

В плане поглощения теплоты из воздуха имеет смысл говорить именно о массе воды, находящейся в слое воды глубиной до 30 ÷ 200 метров.

В разделе 4.3.4 проведена оценка толщины приповерхностного слоя воды, который в предыдущие годы прогревался при потеплении климата.

Почему не очень энергично прогревается вода на больших глубинах?

Предположительно – из за случайного соотношения плотности воды и величины гравитационной постоянной на Земле. Может быть потому и считается, что углеводородная жизнь могла развиваться только на планетах не сильно отличающихся по массе и размеру от Земли и где есть не связанная горными породами вода.

Промежуточные выводы следующие:

- Верхний слой воды в океанах и морях является аккумулятором теплоты, а нижние слои являются тепловым изолятором для потоков от поверхности воды к дну водоёма, если глубина водоёма соизмерима с величиной в один  километр.

- Вода не передаёт теплоту от поверхностного слоя воды к придонному слою воды, но не передаёт и теплоту от дна (от центра Земли) к поверхности. Это утверждение основывается на том, что потоки теплоты, в какую бы сторону они не шли – ничтожно малы (малы вертикальные градиенты температуры).

Несколько иная ситуация с экспериментальными данными о вертикальных потоках теплоты в твёрдых породах коры Земли.

Геологи Р.Г. Петраченков и А.Р. Петраченков, исследуя возможности создания благоприятных температурных условий для шахтёров, работающих в шахтах глубокого залегания, обнаружили центростремительные (как они назвали) кондуктивные тепловые потоки, которые вызывают наблюдаемые градиенты температуры в земной коре [5.2]. Оказалось, что вертикальные тепловые потоки в коре Земли существуют и, как и предсказывал К.Э.Циолковский, направлены они от холодной поверхности планеты к её горячему центру [1.3].

Что важно понимать…

Не компенсируют друг друга, два потока тепла:

- поток, который рассчитывается по формулам теплопроводности земной коры и горных пород Земли (для оценки которого используют знания о теплопроводности материала объекта, расстоянии теплопереноса и величины падения температуры на границах объекта);

- центростремительный, кондуктивный поток тепла от холодной поверхности к горячему центру Земли, который определяется плотностью пород и величиной ускорения свободного падения.

Эти потоки работают независимо друг от друга, так как природа происхождения этих потоков тепла отличается друг от друга, но оба потока проявляются в создании вертикальных градиентов температуры в земной коре.

*** Точно такая же ситуация и с радиационным излучением поверхности планеты. На солнечной стороне планеты участки поверхности Земли излучают теплоту в инфракрасном диапазоне с плотностью потока излучения в десятки ватт на квадратный метр, хоть получают в видимом спектре сотни ватт на метр квадратный и излучают теплоты не меньше, чем участки поверхности на ночной стороне Земли, если температура этих участков одинакова.

 

Применительно к вертикальным потокам теплоты в воде, легко понять, что если в водоёме наблюдается снижение температуры по мере увеличения глубины, то тут явно нет центробежного теплового потока, при котором в толще воды теплота перемещалась бы от более холодного слоя к более теплому методом тепловой проводимости.

Не может быть и конвекционных потоков в глубокой воде, ибо на некоторой высоте от дна чаще всего устанавливается слой с температурой плюс 4 градуса – это самая большая плотность воды и потому вода от этого слоя не может перемещаться вверх, к менее плотным слоям. Но, нельзя в таком случае отрицать существование центростремительного потока теплоты, и плотность такого потока определена в таблице 4.1 (столбцы 2, 4, 6).

Однако если центростремительный поток теплоты есть (хоть и малый), а температура у дна водоёма за миллиарды лет существования Земли не увеличилась, значит, теплота из придонного слоя удаляется и не вбок, иначе повышалась бы температура где-то сбоку от моря. Теплота через грунт дна водоёма перемещается к центру Земли и вода у дна водоёма не нагревается.

По сути, следует признать, учитывая плотность потока в тысячные доли ватта на квадратный метр, что тепловой поток в коре Земли ниже уровня дна водоёмов глубиной более 2000 метров, практически отсутствует.

Логично предположить, что и на материках, на глубинах, соизмеримых с глубинами морей и океанов, столь же малые вертикальные центростремительные потоки теплоты.

В последнее время проведены достаточно сложные, но точные измерения температуры на разных глубинах коры Земли, литосферы и мантии планеты и результаты измерений представлены на рис. 5.1 [5.3].

Используя накопленные знания о ничтожно малом потоке теплоты от центра Земли к периферии, можно оценить направление и величину теплового потока в коре и мантии материков.

Имея сведения о перепаде температур вдоль радиуса Земли, зная среднюю тепловую проводимость пород, составляющих планету (λТ= 2,5 Вт/(м•К)), можно оценить необходимую мощность теплового потока, который бы создавал такой температурный перепад вдоль радиуса Земли.

Рис. 5.1.  Температура под поверхностью Земли

 

Если не пользоваться предварительной оценкой о ничтожности центробежного теплового потока под дном морей, задача определения величины и направления вертикальных тепловых потоков была бы нерешаемой, а с учётом замечания о ничтожности центробежного потока, весь тепловой поток в коре Земли направлен от поверхности Земли к горячему ядру Земли.

Таким образом, рассуждения о вертикальных потоках в толще воды привели к мысли о том, что центробежных тепловых потоков почти нет, а измеренные градиенты на материке неизбежно, в таком случае, вызваны тепловыми потоками в сторону центра Земли.

 

Понимая эту методику можно количественно оценить плотности вертикальных тепловых потоков в коре Земли на основе данных, отображённых на рис. 5.1 и рис. 5.2.  Данные получены непосредственным измерением только до глубины 12262 м – (Кольская сверхглубокая скважина) (рис 5.1) и до 2987 футов (рис. 5.2) – Йеллоустоунское бурение [5.3.], остальное – сложные измерения по косвенным свойствам материи (например, по зависимости скорости распространения инфразвуков от плотности среды и от температуры).

Пользуясь данными рисунка 5.1 и сведениями о том, что средняя теплопроводность вещества коры планеты, мантии и ядра, λТ=  2,5 Вт/(м×К), а также в условиях отсутствия центробежных тепловых потоков в породах Земли, может быть определена величина плотности центростремительного кондуктивного теплового потока, П0-1 на участке 0_1 , графика рис. 5.1, до глубины 150 000 метров, где температура слоя Т1 = 1300оС.

П0-1 = λТ•ΔТ1-0 /L1-0=2,5•1300/150000 = 21,6•10-3 Вт/м2,

где:

- L1-0= 150 000 – 0 = 150 000 м – высота столба вещества Земли у поверхности Земли и до 150 км;

- ΔТ1-0= 1600 К - температурный напор между поверхностью планеты и слоем на глубине 150 км.

 

Аналогично, на участке 1_2, чтобы обеспечить заданную разность температур между слоями, отстоящими на 800 километров (в окрестности точки 2 графика рисунка 5.1) должен существовать тепловой поток плотностью П1-2.

П1-2 = λТ•ΔТ2-1 /L2-1= 2,5•500/650 000 = 1,92•10-3 Вт/м2.

Аналогично на участке графика 2_4 действует тепловой поток П2_4.

П2-4 = λ•ΔТ4-2 / L4-2  = 2,5•1600/ 6•106 = 0,66•10-3 Вт/м2.

Приведенные выше данные о тепловых потоках в коре Земли, полученные через градиенты температуры в коре Земли измеренные инструментально, достаточно точно совпадают с величинами и направлением вертикальных тепловых потоков в придонном слое воды в глубоких морях и океанах. Но даже если поведение температуры на глубинах больших, чем 3-12 километров, реально отличается от сведений с рисунков 5.1 и 5.2, не изменится оценка направления и не изменятся существенно оценки величины вертикальных потоков теплоты в приповерхностном слое коры Земли и на глубину более десятков километров.   Полученные оценки величин тепловых потоков позволяют потоки умножить на площадь поверхности Земли и тогда окажется, что суммарная мощность теплового центростремительного потока меньше, чем мощность тепловых источников современной энергетики.

 

Рис. 5.2.  Распределение температуры пород под кальдерой

 

Итак, не вызывает сомнения, что в коре Земли существует вертикальный центростремительный поток теплоты, а плотности вертикальных тепловых потоков различаются под разными регионами поверхности Земли.

*** Для сведения. Если при помощи геотермальной энергетики отнимать у каждого метра квадратного площади коры Земли тепловой поток мощностью П0-1=21,6•10-3 Вт/м2, то можно остановить разогрев планеты Земля и предотвратить на Земле реализацию парадокса Ферми.

Отнятая геотермальной энергетикой энергия разогрева планеты составляла бы часть, NУД_ЗАГР, от энергии, потребляемой человечеством, а именно:

NУД_ЗАГР=21,6•10-3/29,3•10-3=0,73,

где:

  • 21,6 •10-3– удельная плотность центростремительного теплового потока в коре Земли;
  • 29,3•10-3– удельная плотность антропогенного потока теплового загрязнения атмосферы Земли.

 

При такой доли геотермальной энергетики в структуре энергетики на Земле, энергетика, которая при работе требует сжигать топлив, не угрожала бы разогреву планеты даже тогда, если бы она вырабатывала до 27% энергии, потребляемой человечеством.

 

Глава 6. Анизотропия центростремительных потоков тепла по поверхности континентов

 

Известна проблема, связанная с состоянием Йеллоустоунского вулкана, которое оценивается, как предшествующее извержению.

На основании теории наличия центростремительных тепловых потоков в коре Земли было сделано предположение о том, что в районе кальдеры Йеллоустоунского вулкана нарушено типичное распределение плотности слоёв коры Земли вдоль радиуса Земли. Было предположено, что сверху оказался более плотный слой, а внизу, под кальдерой – слой коры из материалов с уменьшенной плотностью.

В связи с этим плотность центростремительных потоков тепла в менее плотных слоях коры Земли меньше, чем в верхних, более плотных слоях, и через более плотные, верхние слои, на глубину, к месту разогрева кальдеры, в направлении к центру Земли поступает теплоты больше, чем её могут отвести от кальдеры к центру Земли менее плотные, нижние слои. В результате, на стыке слоёв грунта разной плотности, накапливается теплота и повышается температура вещества коры Земли. Когда давление в нагретом веществе повышается выше предела, происходит взрыв кальдеры.

Это теория, а что показали исследования?

«… В частности, оказалось, что верхний слой континентальной коры  над кальдерой, сложен в большей части из глины, с плотностью  2900 кг/м3, а ниже кальдеры расположен гранит, с плотностью 2650 кг/м3» [6.1].

Что следует из изложенного?

Если ограничить поступление теплоты через верхний слой кальдеры (снижением температуры в 2900/2650 = 1,09 раз, на 26 градусов), то накопившаяся теплота перетечёт в центр Земли и снимется угроза перегрева кальдеры. Это сложно, но можно. Например, можно 7,6% площади кальдеры прикрыть зеркальной светоотражающей плёнкой. Поверхность перестанет нагреваться от солнца. Это не так и трудно. Полная площадь кальдеры составляет величину SКАЛЬДЕРЫ= 4 000 квадратных километров.

Можно охладить кальдеру геотермальной энергетикой или организовать над кальдерой частое выпадение атмосферных осадков (Организовать выпадение нужного количества атмосферных осадков можно применяя люстры Чижевского. Описано выше, в главе 1).

Чтобы уточнить необходимую мощность геотермальных электростанций, способных остановить перегрев кальдеры, нужно обратиться данным, отображённым на рисунке 5.2.

Начиная с глубины 2,1 км (6700 футов) и ниже, температура постоянная. Это возможно только в случае отсутствия вертикальных потоков теплоты.

В разделе 5. показано, что таким свойством обладает вода приполярных областей, начиная с 200 метров, и пресная вода Байкала с глубины 200 метров (таблица 5.1).

Логично предположить, что под кальдерой находится водный резервуар.

Кстати, ведущие вулканологи предполагают, что именно вода поступает на разогретый слой кальдеры перед извержением Йеллоустоунского вулкана, вода перегревается, кипит, пар расширяется и организуется большой взрыв по типу взрыва «парового котла», у которого нет предохранительного клапана предельного давления.

На участке глубины до 2100 метров (см. рисунок 5.2) действует тепловой поток П2100:

П2100 =λ•ΔТ2100 / L2100=2,5•90/2100=0,1 Вт/м2.

Такой тепловой поток в коре Земли превышает усредненный по регионам Земли (21,6•10-3 Вт/м2) почти в пять раз, что и создаёт предпосылки, совместно с теплоизолятором под кальдерой и запасом воды, для периодического функционирования этого вулкана.

Периодика действия вулкана определяется временем накопления воды под кальдерой и накопления теплоты в кальдере.

Чтобы устранить один из необходимых аспектов функционирования Йеллоустоунского вулкана, нужно над кальдерой построить отнимающие тепловой поток геотермальные электростанции суммарной мощностью, NСУММАРН:

NСУММАРН= П2100 ×SКАЛЬДЕРЫ= 0,1•4,0•109 = 400 ГВт,

где:

-SКАЛЬДЕРЫ= 4 000 квадратных километров.

*** Мощность всех электростанций США в 2012 г. составляла 1063 ГВт.

Вполне реализуемо построить геотермальную электростанцию нужной мощности, чтобы устранить угрозу взрыва Кальдеры, но  кто из начальников в США  нынче читает научные книги и статьи русских авторов?

Можно организовать отток воды из под кальдеры. Она имеет температуру 90 градусов.  Воду логично сливать в океан-море, чтобы ещё и давление под кальдерой снизилось от этого.

В настоящее время в каль­де­ре Лонг-Вел­ли с 1986 го­да и до нас­то­яще­го вре­мени ра­бота­ет ге­отер­маль­ная элек­трос­танция (Mammoth Geothermal Complexмощ­ностью 45 МВт. С учётом низкого КПД геотермальных электростанций, от кальдеры отнимается этой электростанцией тепловой поток мощностью от 100 до 200 МВт. Это от двух тысяч до четырёх тысяч раз меньше того, что требуется для предотвращения взрыва кальдеры. Однако даже такой небольшой отъём теплоты обеспечил охлаждение кальдеры в центральной части.

В 1998 году (через 12 лет от начала работы геотермальной электростанции) для выяснения степени опасности извержения данного супер вулкана, Геологическая служба США пробурила скважину в центре Кальдеры. По итогам бурения было объявлено, что на глубине 3 км температура составляет всего 100 градусов, что соответствует привычному градиенту температуры (три градуса на каждые 100 метров погружения). Из этого был сделан вывод, что магма на глубине 5 км под кальдерой остыла [6.2].

 

Отсутствие научного обоснования условий для созревания вулкана и его периодического функционирования – не позволяет разработать методику устранения угроз извержений.

А если коротко, то:

- источником энергии для разогрева магмы является теплота, поступающая от поверхности Земли к области нагрева под жерлом вулкана;

- место формирования вулкана определяется случайным чередованием слоёв коры Земли, отличающихся по плотности таким образом, что сверху оказывается слой из более плотных пород (не путать понятием «прочных пород»). Гранит более прочный, чем глина, но менее плотный;

- реализуемым способом устранения угроз извержения является устройство вблизи жерла вулкана скважин для забота теплоты для геотермальных электростанций или  отопления помещений.

К сведению:

Жерло-кратер вулкана, как правило, образуются в горах.

Казалось бы, если магма поднимается вверх от нижних слоёв магмы, то в магме должно создаться избыточное давление (по отношению к кратеру на равнине) более  двух атмосфер на каждые десять метров высоты горы.

Если кратер расположен на высоте 2.0 (два) километра от подошвы горы, то магма должна испытывать избыточное давление величиной до 400 атмосфер! Так почему магма поднимается высоко, но не прорывается у подножия горы?

Есть мнение, что не от центра Земли поступает магма к кратеру при извержении. Будь это так, извержение не заканчивалось бы никогда.

Но, если применить знания о наличии кондуктивного способа теплопереноса от холодной поверхности в направлении центра масс объекта, то гору можно рассматривать, как линзу для концентрации теплоты в центре масс горы, и тогда центр разогрева должен быть выше подошвы горы. В таком изложении проблемы, для разогретого вещества путь вверх, к кратеру, обладает меньшим сопротивлением, чем путь вниз, к подошве горы, в обход подошвы.

***Гора имеет площадь поверхности больше, чем площадь основания горы. Через большую площадь больше и быстрее закачивается теплота из окружающей среды в центр масс горы.

В таком случае, даже если и нет сильного отличия в плотности слоёв горы и плотности слоёв вещества под основанием горы, гора работает как тепловая линза, в фокусе своём разогревая вещество до состояния магмы, а фокус этой тепловой линзы лежит выше плоскости основания горы.

 

Глава 7.  Меры по сохранению среды обитания

 

7.1. Задача по сохранению среды обитания

 

Задача сохранения среды обитания должна рассматриваться как минимум с двух точек зрения:

- с точки зрения сохранение в целости планеты Земля так, чтобы она не перегрелась антропогенной теплотой, чтобы планету не разорвало от внутреннего напряжения в результате повышения температуры и давления в ядре планеты, как это произошло со всеми ранее обитаемыми планетами во вселенной.

- с точки зрения сохранение условий на планете, благоприятных для биологической жизни высокоорганизованных животных и растений.

 

В предыдущих главах показано, что в коре Земли существуют вертикальные центростремительные потоки, и плотность этих потоков для разных регионов планеты от 0,1 до 0,0021 Вт/м2.

Величина этого теплового потока зависит от средних скоростей частиц вещества, в том числе и от температуры поверхности Земли, а она – от средней температуры атмосферного воздуха. По мере увеличения средней температуры окружающего воздуха тепловой поток, разогревающий планету, будет увеличиваться пропорционально увеличению средней температуры климата.

В пределах терпимых условий для проживания человека температура и разогревающий поток может увеличиться в 320/288=1,11 раз (320оК – это достаточно терпимая температура окружающего воздуха для человека, а 288оК – это средняя температура воздуха в 2016 г.).

Увеличение разогревающего потока сокращает время до взрыва планеты.

В разделе 5 показано, что для снижения вероятности взрыва планеты следует более 73% потребляемой сегодня человечеством энергии получать от геотермальной энергетики.

Хорошо бы ещё и оценить центробежное усилие от давления нагретых материалов ядра планеты и сопоставить это усилие с гравитационными силами, но нет такой задачи перед наукой.

 

Другой аспект заботы о среде обитания - сохранение условий на планете, благоприятных для биологической жизни высокоорганизованных животных и растений. В этом аспекте нужно оптимизировать антропогенное тепловое загрязнение атмосферы и идти двумя путями:

- снизить антропогенное тепловое загрязнение окружающей среды;

- регулировать поглощение тепловой энергии от Солнца.

Чтобы снизить тепловое антропогенное загрязнение окружающей среды, нужно изменить структуру энергетики, ограничить такие виды энергетики, как атомная и энергетика, сжигающая углеводороды. Ограничить нужно и энергетику, ориентированную на такое, якобы перспективные топливо, как метангидраты.

Регулировать поглощение тепловой энергии от Солнца можно воздействуя на альбедо отражающей поверхности Земли и стратосферы.

*** К сожалению многое при очевидном бездействии властных структур развивается не в сторону сохранения баланса теплоты на планете.

  1. Из соображений красоты и фитотерапии, лиственные породы деревьев заменяются хвойными, а хвойные породы более темные и меньше отражают Солнечной энергии в космос.
  2. Не энергично устраняется горение торфа на освободившимся от льда побережье Гренландии, а пепел осядет на поверхности ледника и тогда лёд тоже перестанет отражать солнечную энергию в космос.
  3. Ледокол при своём движении, за год освобождает тысячи квадратных километров воды от льда (ледокол заталкивает лед из прохода под окружающее ледовое покрытие). Лёд эффективно отражает солнечную теплоту в космос, а вода эффективно поглощает.

 

7.2. Изменение структуры энергетики

 

В порядке снижения вреда для климата различных энергетических технологий (чем ниже, тем менее вредные) располагаются следующие виды энергетических технологий:

- атомная и ядерная энергетика;

- энергетика, сжигающая метан;

- энергетика, сжигающая нефтепродукты;

- энергетика, сжигающая каменный уголь.

*** Пока основным видом топлива был каменный уголь, средняя температура климата падала даже при возрастании Солнечной постоянной;

- энергетика, сжигающая водород (но природных запасов водорода пока не обнаружено!?).

Другие виды бестопливной энергетики, такие как солнечная, ветровая, гидро и монотемпературные преобразователи, при работе не дают теплового загрязнения, но их привлекательность должна оцениваться удельной стоимостью произведенной энергии и удельными выбросами теплоты при производстве агрегатов для этих видов энергетических технологий, при монтаже и обслуживании оборудования, при производстве и монтаже средств доставки энергии к потребителю. В частности, много топлива сжигается для получения цемента – основного строительного материала плотинных гидроэлектростанций.

*** Внедрение этих видов энергетики целесообразно только если это экономически целесообразно и без дотаций государства.

 

Несколько более выигрышной и привлекательной из бестопливной энергетики может быть использование монотемпературных преобразователей теплоты окружающего воздуха (или геотермальной теплоты) в другие виды энергии [7.1.], [7.2.].

Это связано с тем, что в энергоснабжении никогда не обеспечивается загрузка генерирующих мощностей на 100% и тогда, если агрегаты заставить всегда работать на постоянную мощность (а это для них предпочтительно), то лишнюю энергию, полученную из теплоты окружающего воздуха или из геотермальных источников, можно консервировать или излучать в космос излучением видимого или инфракрасного света, а это будет охлаждать климат и даже ядро планеты.

Кроме того, собственно геотермальные установки (у которых сегодня крайне низкий КПД), построенные на базе монотемпературных преобразователей, будут иметь КПД близкий к 100%, будут иметь более низкую удельную стоимость строительства, меньшую нагрузку на экологию выбросами геотермальной воды и более низкую себестоимость вырабатываемой  электрическойэнергии, чем построенные на базе типовых детандеров – турбинных или поршневых.

*** Однако, обратиться к способу термостабилизации климата путём излучения энергии в космос можно будет только тогда, когда климат и баланс теплоты на планете вернётся к состоянию хотя бы 1970 года.

 

Следует также понимать, что хоть сжигание каменного угля и не вредит климату с точки зрения влияния на потепление, двуокись углерода поглощается водами морей и океанов, при этом увеличивается кислотность воды и уменьшается продуктивность морей и океанов. Уменьшается число видов рыбы и плотность косяков рыбы. Потому, Парижские соглашения по климату несут некоторую пользу для экологии, хоть и вредят климату.

Глава 8. О возможности управления климатом

 

Известно, что природный механизм в состоянии вывести в космос и отнюдь не радиационным методом тепловой поток мощностью dNКОНД. = 74,05ваттчерез квадратный метр поверхности раздела стратосферы и ближнего космоса (см. п. 2.2 книги) [8.1.], [8.2.], [8.3.].

Лишнюю теплоту сверх удельной мощности dNКОНДнужно удалять из стратосферы Земли в космос, чтобы остановить потепление климата.

В 2016 году было необходимо удалять из атмосферы:

- тепловой поток антропогенного теплового загрязнения и его последствий в виде возросшего парникового эффекта, связанного с увеличением содержания влаги в атмосфере, величиной dQОКНА=0,528Вт/м2.

 

8.1. Оценка возможности управления климатом, изменяя состав атмосферы.

Можно оценить дополнительное количество газа, например, аргона в атмосфере, чтобы организовать перемещение в космос из стратосфере теплового потока удельной мощностью dQОКНА=0,528Вт/м2. При этом следует исходить из того, что (см. таблицу 1.1, строку ξ, шестой столбец слева) аргон выводит всего долю dАРГ = 0,143/1,07 = 0,133всего теплового потока, участвуя в кондуктивном методе вывода теплоты в космос, а в абсолютном значении аргон обеспечивает кондуктивный тепловой поток плотностью:

NАРГОН = dNКОНД. ×dАРГ= 74,05•0,133 = 9,84 Вт/м2.

Соответственно, для стабилизации климата, чтобы вывести антропогенное количество теплоты, нужно добавить долю концентрации аргона в атмосфере, dАРГОНА, пропорциональную отношению дополнительной необходимой пропускной способности канала вывода теплоты NКОНД_2016 к действующей пропускной способности канала вывода теплоты, связанной с аргоном (NАРГОН=9,84 Вт/м2).

Отношение удельной доли теплоты, которую выводит сегодня в космос аргон (dАРГОНА) к удельной антропогенной теплоте показывает необходимую степень увеличения концентрации аргона в воздухе, чтобы аргон вывел весь поток теплового загрязнения в космос:

dRАРГОНА=dQОКНА/NАРГОН=0,528/9,84=0,053.

 

В абсолютном выражении дополнительное количество аргона, которое требуется добавить в атмосферу, составит величину dmАРГОНА:

dmАРГОНА=mАТМ•d%АРГОНА•dRАРГОНА=0,5•1019•0,932•10-2•0,053=

=2,4•1015кг (2,4•1012т),

где:

- d%АРГОНАдоля аргона в атмосфере (0,932•10-2);

- mАТМ=0,5•1019 кг– масса воздуха атмосферы Земли численно равна площади поверхности Земли, взятой в сантиметрах квадратных: SЗЕМЛИ=0,5•1019 см2(п.2 табл. 2.1).

 *** Для сравнения, ежегодно в атмосферу попадает от сгорания топлива 3,2•1010 тонн CO2 [1.2] (п. 3.2 книги), т.е. аргона требуется в 100 раз больше, чем ежегодно производится двуокиси углерода.

 

Но, эмиссия двуокиси углерода в атмосферу возникает как побочный продукт процесса горения топлива, а аргон нужно создавать специально, например в ядерных превращениях калия. По этой схеме, одна тонна калия, содержащегося в горных породах или водах, в течение года генерирует приблизительно 3100 атомов аргона.

Целенаправленным производством и эмиссией в атмосферу аргона остановить потепление проблематично из-за малой производительности средств производства аргона, тем более, что через некоторое время, когда температура воздуха увеличится ещё на 0,6 градуса (ориентировочно – через 10 лет), добавить количество аргона потребуется в два раза больше.

 

В табл. 8.1 приведены сведения о возможности остановить потепление климата увеличением концентрации в атмосфере некоторых газов. Пары воды не представлены в таблице 8.1, ибо они в атмосфере в большей степени содействуют потеплению климата, чем другие газы, хотя пары воды тоже участвуют в выводе теплоты из атмосферы в космос и в этом плане вода по эффективности вывода теплоты из стратосферы в космос, совпадает с двуокисью углерода (на 2016г.).

Таблица 8.1

 

Вид

газа

В миллиардах тонн (*109 тонн)

Прирост доли

(в разах) к

атмосфере

Нужно для
стабилизации

Добыча

Природная

эмиссия

Промышленное

производство

H2

33000

Улетает в космос…

1320

Ar

2320

 

0,013

 

0,053

CO2

15 700

32

0.05

48

0,788

Н

37000

 

 

 

16,1

CH4

43 600

0,04

 

 

43,63

O2

8370

Кругооборот не позволит увеличить долю?

0,008

 

 

Путь стабилизации климата путём увеличения концентрации газов, упомянутых в табл. 8.1, реализовать трудно. Произвести нужное количество газов усилиями всех стран можно только за время, соизмеримое с десятками тысяч лет, апотребное количество в воздухе упомянутых в таблице газов для остановки потепления будет возрастать со скоростью до двух раз на интервале времени не более 10 лет. Этот путь был бы возможен, если бы был предложен раньше.

Упущено, как минимум, 30 лет для борьбы с реальной причиной потепления климата, или 20 лет от даты начала борьбы с эмиссией диоксида углерода в атмосферу, т. е. от даты согласования Киотского протокола.

 

8.2. Возможность управления климатом за счёт изменения отражающей способности Земли.

 

Другой из вариантов спасения климата – это изменить радиационный баланс Земли за счёт увеличения излучения Земли в космическое пространство и снижения прихода солнечной радиации на поверхность Земли.

Сегодня лишняя тепловая мощность, которая нагревает планету, в пересчёте на каждый квадратный метр площади большого круга обращённой к Солнцу, составляет величину dQОКНА_2016=4•dQОКНА=4•0,528= 2,11 Вт/м2.

От Солнца на каждый квадратный метр площади большого круга Земли поступает и поглощается теплота, в количестве CВт/м2 = 833 Вт2.

  Соответственно, если бы к 2017 году часть поверхности Земли удалось покрыть светоотражающим покрытием, то некоторая часть Солнечного излучения, достигающая поверхности Земли не стала бы поглощаться, а отразилась бы в космос. Величина площади такого отражающего Солнечного зонтика (для 2017г.) определится как SЗОНТА (см. рисунок 8.1):

SЗОНТА= SЗЕМЛИ•dQОКНА_2016/CВт/м2=0,5•109•2.11/833 = 1.2•106 км2,

где:

- SЗЕМЛИ=0,5•109 км2(площадь поверхности Земного шара).

*** Справочно: Площадь пустынь Африки составляет, SАФ=12,24•106км2 и тогда в 2017 году для остановки потепления нужно было бы закрыть:

  • dSАФР_2016 =100•1,2/12,24=9,6% площади пустынь.

 

На рисунке 8.1 приведены графики зависимости необходимой площади светоотражающей площади поверхности Земли для остановки саморазогрева климата, в зависимости от даты окончания работ по установке отражающих Солнечный свет элементов. По горизонтали отложено время в годах, за ноль принят 2016г.

По вертикали, на левом графике, по вертикали отложена величина площади, отнесённая в процентах к площади пустынь в Африке. По вертикали на правом графике отложена величина в миллионах квадратных километров.

 

 

     Рис. 8.1. Динамика площади необходимого светоотражающего

покрытия над Землёй (для остановки  потепления климата).

    Слева в % к площади пустынь, справа, в млн. квадратных километров.

 

Если бы в 2016 году светоотражающая пленка была размещена на площади, охватывающей 9.6% пустынь Африки, то саморазогрев климата бы прекратился и погода вернулась бы в привычное русло сезонных изменений.

Если планировать работы по установке светоотражающей плёнке сегодня, а закончить установку плёнки через 25 лет (к 2042 году), то светоотражающей пленкой нужно прикрыть всю поверхность пустынь в Африке.

 

Если этого не сделать, то и на Земле реализуется парадокс Ферми.

 

8.3. Возможности самовосстановления природой теплового баланса планеты.

8.3.1.Природа пытается спасти среду обитания для человека, поскольку алгоритм природного механизма термостабилизации климата содержит и веточки и с отрицательной обратной связью.

Например, тает вечная мерзлота и высвобождается из неё двуокись углерода и метан, а увеличение концентрации этих газов в атмосфере содействует выводу теплоты из стратосферы в космос.

В таблице 1.2 приведены сведения о том, что увеличение концентрации метана в 1,66 раз относительно концентрации 2016 г. позволило бы выводить всю антропогенную теплоту из стратосферы в космос. Не исключено, что так бы и получилось, если бы его не сжигали и он свободно выходил бы из месторождений в воздух. И если бы не столь быстрый рост численности населения на Земле, содействующий взрывному росту антропогенного теплового загрязнения атмосферы.

Сегодня уже поздно ждать от природного метана спасения.

Сегодня, для спасения климата, концентрацию метана требуется увеличить в 166 и более раз, а   это будет уже взрывоопасная смесь в атмосфере.

 

Известны и другие природные процессы (некоторые из них могут быть отнесены к процессам с отрицательной обратной связью), но и они не оценены с точки зрения влияния на климат.

 

8.3.2. Последнее время внимание учёных приковано к Арктике, где регистрируются существенные последствия потепления климата.

Причиной существенных проявлений потепления в Северном полушарии Земли является, скорее всего, резкое изменение поглощающей способности поверхностью Земли солнечной инсоляции в этом регионе.  Когда поверхность Северного Ледовитого океана была покрыта льдом и снегом – почти вся энергия Солнца, приходящая в этот регион отражалась в космос и солнечная энергия не нагревала поверхность. По мере потепления площадь региона, занятая льдами и снегом существенно сократилась, а открытая поверхность воды полностью поглощает падающий Солнечный свет и тепловую энергию, приходящую с лучами Солнца.

Таяние ледников меньше сказывается на погоду Южного полушария потому, что Антарктические льды имеют много большую толщину, чем лёд над Северным полюсом.  Лёд значительной толщины, хоть и тает, но отражает солнечное тепло, тогда как площадь льдов на Северным полюсом уверенно сокращается от потепления, даже в зимний период Северного полушария Земли в 2016 году.

Влияние дополнительной полученной теплоты над Северным Ледовитым океаном (не отражённой в космос) настолько велико, что за последние 30 лет, при среднем повышении температуры воздуха на Земле на величину 0.6 градуса, средняя температура в Западной Сибири поднялась на 1.5 градуса.

За счёт этого потепления начинает таять вечная мерзлота в тундре и при её таянии значительно увеличивается концентрация в воздухе метана и двуокиси углерода. А эти газы помогают выводить теплоту из стратосферы в космос.

Казалось бы, для климата это хорошо, но…

Увеличение концентрации этих газов увеличивает дисперсию выхолаживания почвы (увеличивается дисперсия степени парникового эффекта) и это содействует дисперсии параметров погоды на регионами северного полушария (не было бы газов в атмосфере кроме азота и кислорода, дисперсия степени выхолаживания почвы была бы равна нулю).

Как показали вычисления – само по себе увеличение концентрации этих газов для уменьшения потепления – не существенно, но увеличенная их концентрация содействует увеличению отклонения параметров погоды от типичных для этих регионов состояний погоды.

 

Вывод:Эмиссия двуокиси углерода, метана и закиси азота из растаявшей вечной мерзлоты помогает сдерживать потепление, но очень незначительно, зато содействует появлению климатических рекордов.

 

8.3.3. При обсуждении лишней теплоты в атмосфере, связанной с повышением влагосодержания воздуха при потеплении климата, не обсуждалась вероятность увеличения облачности при повышении влажности и, как следствие, изменения отражающей способности атмосферы для солнечного света. Не обсуждалась эта вероятность в том числе и потому, что не существует обширных данных по динамике изменения облачности в разных регионах планеты. Однако данные космических исследований свидетельствуют о факте того, что за последнее время уменьшилось альбедо Земли на 2.5% [8.4.]. Всё меньше солнечной энергии отражается и всё больше солнечного тепла остаётся в атмосфере.

 

Можно попытаться объяснить это уменьшение альбедо исследованиями не из космоса.

 

На рис. 8.2 приведен ход параметра «Продолжительность прямого солнечного сияния» (ППС) для г.Томска.

*** Продолжительность прямого солнечного сияния – ППС – это время, в течение которого Солнце стоит над горизонтом и не закрыто облаками.

Для г. Томска, расположенного в центральной части Сибири Российской Федерации динамика ППС исследуется с 1970г. [8.5].

В г. Томске, начиная с 1968 г., произошло увеличение средней температуры воздуха на 1,5 °С, но продолжительность поступления солнечной энергии до поверхности Земли, вопреки ожиданиям возможной блокировки солнечного излучения увеличением облачности с увеличением влагосодержания воздуха (в среднем за годы наблюдения), увеличилась.

 

Рис. 8.2. Временной ход суммы среднемноголетних значений ППС

за период с 1971 по 2012 гг. в г. Томске

 

Из графиков рис. 8.3 [8.6] следует, что минимум солнечной активности в одиннадцатилетнем цикле солнечной активности пришёлся на интервал времени с 2007 по 2010 годы. Двухвековая компонента солнечной активности тоже находилась в понижательном тренде. Однако, несмотря на это, среднемноголетние значения ППС (рис. 8.2) явно имеют тенденцию к увеличению. Значит, явного увеличения площади облаков для данного региона с континентальным климатом не наблюдается. Но это не исключает, что для других регионов Земли глобальное потепление приведет к увеличению количества циклонов, облачных и пасмурных дней.

*** В Санкт-Петербурге количество пасмурных и облачных дней в году составляет 75%, в Исландии количество безоблачных дней колеблется от 3 до 8 в год.

 

Может ли увеличиваться плотность облаков и их отражательная способность от потепления?

Известно, что по мере увеличения температуры воздуха в атмосфере увеличивается его влагосодержание. При увеличении влагосодержания воздуха в воздухе увеличивается тенденция к образованию капель. Но кучево-дождевые облака с каплями значительных размеров – гораздо более чёрные, чем облака перистые!

 

Рис. 8.3. Динамика солнечной постоянной. Нижняя кривая – двухвековая компонента. Быстрые изменения солнечной постоянной – среднемесячные значения. Почти синусоидальная кривая – среднегодовая компонента одиннадцатилетнего цикла солнечной активности

 

Черные объекты лучше поглощает лучистую энергию Солнца и они начинают участвовать цепи положительной обратной связи, подводящей климат к саморазогреву, ибо, по мере увеличения влагосодержания воздуха в атмосфере, количество кучево-дождевых облаков увеличивается и увеличивается поглощение ими Солнечной энергии, уменьшается альбедо Земли и создаются предпосылки для ещё большего потепления климата и увеличения кучево-дождевых облаков. 

 

Всё сказанное приводит к мысли о том, что человечество на Земле живёт в достаточно уязвимой окружающей среде. Сегодня человечество продолжает вести себя подобно слону в посудной лавке и не замечает, как антропогенное тепловое загрязнение окружающей среды приводит к нарушению теплового баланса и нарушению хрупкой взаимосвязи параметров климата, которая была отточена Процессами Автоматического Саморегулирования Климата и привела к тому, что были созданы условия для жизни на планете высокоорганизованных белковых соединений.

К сожалению, этим высокоорганизованным белковым соединениям, которые авансом и необоснованно оптимистично называют себя «Homosapiens»,  судя по результатам их деятельности, не суждено стать существами разумными по причине проявления качеств слона в посудной лавке имени термостабилизации климата.

Как отмечали фантасты, рассуждая о машине времени, крошечное нарушение порядка в прошлом – например умерщвление бабочки существом из будущего - полностью разваливает будущее.

Так антропогенное тепловое загрязнение окружающей среды, вроде бы минимальное по мощности по отношению к солнечной радиации, развалило установившиеся взаимосвязи в процессах автоматической стабилизации параметров климата на Земле и оставляет нас, обитателей Земли, включая и животных, и либералов, и демократов, и пенсионеров, и олигархов – без будущего.

 

Глава 9.0.  О Прогнозах поведения климата на Земле в священных писаниях

 

Эту заключительную главу книги пришлось написать потому, что к настоящему времени в мире наука не обладает исключительным авторитетом, хотя бы уже потому, что самые выдающиеся научные открытия реализованы в виде оружия массового поражения (ядерного, химического, биологического и, возможно, климатического).

Для многих граждан планеты Земля, сведения из Священных писаний много авторитетнее, чем выводы ведущих учёных (а по поводу климата – выводы ведущих учёных не более, чем гадания примелькавшихся на телевидении лиц).

 

Как ни странно, но проблемы климата отражены в священных писаниях.

9.1. Библия утверждает, что потопов больше не будет.

Одна из проблем глобального климата, касается возможных новых всемирных потопов.  Библия утверждает, что больше на Земле не будет потопов, несмотря на то, что геологи определили даты начала, как минимум семи произошедших ранее литосферных катастроф – всемирных потопов.

Одно из объяснений причины литосферных катастроф на Земле основано на том, что над Гренландией и над Антарктидой лёд накапливается в течение 10 тысяч лет.  Оказываются, ледовые поля не симметрично размещаются к оси вращения Земли. Когда масса льдов увеличивается сверх меры, то центробежная сила увлекает массы льда к экватору, вместе с литосферой, из которой и выросли материки.

Из-за того, что мантия Земли имеет разную толщину, часть поверхности материков, покрывается водой океанов при движении литосферы – внешней корки Земли.

После окончания переходного процесса литосферной катастрофы, когда Европа подныривает по океанские воды на глубину 200 метров, лёд начинает накапливаться над Африкой, которая оказывается над Южным полюсом. Площадь Африки большая и уже через 7 тысяч лет над Африкой накапливается достаточная масса льда для того, чтобы опять центробежной силой, возвратить мантию в исходное состояние, когда у Северного полюса оказывается Гренландия.

Если сегодня поделить толщину ледового панциря Гренландии на норму ежегодных климатических осадков, то получится величина в 9950 лет.

Тогда, учитывая периодичность потопов в 10000 лет, до очередного потопа осталось всего 10 000 – 9 950 = 50 лет?

Но могут не согласиться с результатами расчёта те, кто недавно решал школьную задачу по арифметике про бассейн и две трубы, через одну из которых вода втекает и через другую вытекает из бассейна.  Может, и лед над Гренландией тоже утекает, и потому миллионы лет сохраняется одна и та же толщина ледового панциря над Гренландией?

На самом деле это не так [1.1].

В первые тысячелетия лёд вообще не утекал с Гренландии (её поверхность вогнутая), а в последние столетие скорость убыли ледника возросла, но и тогда скорость утекания была малой, а период полной убыли ледника 60 тысяч лет.

 

Так, значит, нам отпущено всего 50 лет до очередного потопа?

Однако всё не так очевидно, тем более, если прочитать нужный раздел Библии.

…поставляю завет Мой с вами, что не будет более истреблена всякая плоть водами потопа, и не будет уже потопа на опустошение земли.

(6.4. Бытие, глава 19, стих 11.).

 

И действительно, ледовый панцирь Гренландии последние 20 лет вместе с панцирем на Антарктиде убывает на величину более 1080 кубических километров в год, отодвигая срок возможного продвижения Гренландии (вместе с мантией Земли) к экватору.

Подтверждается пророчество, описанное в Библии стихом 11 и навеянное, якобы, Богом? Потопа очередного не предвидится?

Похоже, что так и есть.

Объективное поведение климата подтверждает пророчество из Библии.

 

Тогда, с учетом совпадения сути пророчества и реального поведения климата, должны развеяться все сомнения в существовании такого надсознательного, как Бог, который, якобы, и вложил в сознание создателей священных писаний информацию о будущем Земли?

Значит нас всех ждёт уверенность в существовании счастливого будущего?

Отнюдь…

9.2. …будет сожжена земля на глубину восемь с половиной тысяч локтей.

 

 «И было Иоанну явление Божества чистого. И сила явления такова была, что не мог Иоанн стоять и упал на землю, однако задал вопросы о будущем Земли. Среди ответов был и такой:

- будет сожжена земля на глубину восемь с половиной тысяч локтей. Сожжены будут и горы, и скалы превратятся в пыль, сгорят и деревья, пресмыкающиеся, всякая живность и все живое. Не станет ничего на земле, что бы могло пошевелиться, и без движения окажется земля (недвижной)».

(Глава 24 Евангелия от Матфея).

 

Пророчество из главы 24 Евангелия от Матфеясовпало по сути с выводами расчётов, приведенных в данной книге о том, что если за 20 следующих лет человечество не станет внедрять научно обоснованные технологии по спасению климата, то и на Земле реализуется парадокс Ферми.

Некоторые предлагают обратить внимание на появления снега в Средиземноморье и считать это предвестником похолодания климата?

Трудно, но можно не верить данным мониторинга средней температуры путем измерения термометром, однако и без термометра, другим способом, регистрируется потепление.

«Здания на территории Норильска, Уренгоя, в условиях вечной мерзлоты строились по имевшимся в те времена нормативам, с коэффициентом запаса прочности фундаментов от 1,2 до 1,4. Сейчас этот запас прочности выбран. Они еще стоят, но запас прочности составляет 1. Если условия еще будут ухудшаться при потеплении климата, то здание начнет разваливаться. В Норильске чуть ли не 300 домов разобрали, потому что те оказались в зоне риска. Они не упали, власти решили, что лучше их разобрать, не создавать опасности жителям».

*** (Вечная мерзлота при минус 5 — скала, при минус 1 — глина», — прокомментировал главный научный сотрудник Институт криосферы Земли СО РАН Дмитрий Дроздов.).

Короче, через некоторое время в Норильске не будет другого способа увеличения несущей способности фундаментов, как искусственное поддержание заморозки грунта вокруг здания. Или вот ещё проявление потепления.

"В последнее время потепление затронуло большие территории с поверхностным слоем вечной мерзлоты в Центральной Аляске, где на некоторых участках произошло обрушение почв. В результате были разрушены участки дорог и некоторые здания, а также появились "пьяные леса", в которых деревья наклонены под разными углами в разные стороны. На некоторых участках проходящего по Аляске нефтепровода пришлось провести искусственную подморозку, чтобы вечная мерзлота возле нефтепровода не таяла."

Оппонентам, обосновывающим отсутствие потепления на основе частных случаев похолодания в приэкваториальных регионах Земли, можно привести нижеследующее и простое объяснение таких случаев отклонения климата от нормы.

Всем понятно, что в сосуде с малой глубиной воды нет возможности увидеть большой разброс уровня жидкости, как бы Вы ни старались создать в этом сосуде волну. Однако, чем больше глубина воды в водоёме, тем больше может быть перепад уровней воды между впадиной и гребнем волны.

Говорят в таких случаях, что чем глубже водоём, тем больше вероятность высокой дисперсии уровней воды в водоёме, тем больше может быть высота волны.

Из-за потепления на интервале последних 30 лет среднее влагосодержание атмосферного воздуха увеличилось на 7.5% (в аналогии с глубиной водоёма, увеличилась возможность появлении существенного различия плотности влагосодержания воздуха над разными регионами Земли). Но, влага в воздухе обеспечивает парниковый эффект. Не трудно понять, что если бы влаги в воздухе не было совсем, то не было бы и разброса степени парникового эффекта над разными регионами поверхности Земли. А разброс величины парникового эффекта   обусловливает разную степень концентрации теплоты над разными регионами Земли. В подтверждение высокой дисперсии климата, на самом южном континенте нашей планеты, где диапазон колебания температур, как правило, колеблется в пределах от минус 10 до минус 60 градусов Цельсия, зафиксировали температуру плюс 17,5°C [6.19].

 

В природе существуют процессы, которые стремятся восстановить погоду при случайных отклонениях погоды (про них говорят, что это процессы с отрицательной обратной связью).  Но в природе существуют и процессы с положительной обратной связью (когда результат процесса содействует интенсификации процесса).

Эффективность этих процессов (как с положительной, так и с отрицательной обратной связью) меняется от величины стороннего случайного воздействия, от результата процесса и от условий протекания процесса. На этапе отсутствия потепления климата и при малых возмущающих воздействиях на погоду, процедуры с отрицательной обратной связью более энергичны, чем процессы, которые стараются усугубить ситуацию, а потому погода быстро приходит в норму после случайного нагрева, или выпадения осадков (или при воздействиях человека – взрыв атомной бомбы, попытка вызвать дождь).

*** Вернее другое, в исходном состоянии климата процессы с положительной обратной связью возникали реже.

 

В случае высокого влагосодержания атмосферного воздуха (высокого – в результате потепления климата), поднимается эффективность процессов с положительной обратной связью и тогда единожды и случайно начавшиеся атмосферные осадки долго не заканчиваются. Единожды установившееся тепло приводит к длительной засухе, а единожды установившееся похолодание приводит к длительному и морозному состоянию погоды.

 

Итак. 

Результаты научных расчётов будущего поведения климата совпали с пророчествами из священный писаний, но было бы совершенно не логичным в научном исследовании не объяснить того, как такое получилось (учитывая, что не все веруют в наличие такого Бога, который немилосердно и непременно потворствует  такой организации общества, что правительства в этих обществах остаются глухи к учёным, которые на всех ранее обитаемых планетах знали как избежать уничтожения благоприятных природных условий, необходимых  для продолжения биологической жизни на этих планетах).

 

9.3. Объяснение совпадения прогнозов климата из священных писаний с результатами научных изысканий.

 

Само по себе обращение к священным писаниям по поводу пророчества о «…сожжении Земли» и в свете научно обоснованных возможностей устранения этого пророчества поднимает следующие вопросы:

- «следует ли рассматривать возможность вмешательства разумных людей в управление климатом с целью  отодвинуть срок реализации прогноза главы 24  Евангелия от Матфея,

  • как Богоугодное дело? или;
  • как действия, которые противоречат воле Божественной?»

Вопрос может быть задан и в другой форме:

- следует ли разрабатывать и внедрять научно обоснованные методы устранения причины саморазогрева климата, чтобы позволить продолжать жить на Земле человекоподобным существам:

  • которые не умеют договариваться с себе подобными и у которых даже религии воюют друг с другом;
  • которые склонны к военным противостояния по расовым, национальным, религиозным и социальным противоречиям;
  • которые готовы к полётам в дальний космос и могут занести заразу нетерпимости и воинственности на другие, ещё пока обитаемые планеты вселенной, населённые  тоже не очень здравомыслящими существами?

 

Авторы книги отвечают на вопрос об этичности разработки технологий по спасению среды обитания и Земли положительно. Авторы на основе имеющейся у них информации уверены в том, что при разработке научно обоснованных технологий по спасению климата, будут разработаны технологии прямого преобразования теплоты окружающего воздуха в другие виды энергии.

Новые преобразователи теплоты позволят устранить наибольшую часть поводов для военных противостояний, в том числе, решат задачу обеспечения:

- населения пресной водой (в том числе, в объёме достаточном для ведения сельского хозяйства в пустынях);

- дешёвой электрической энергией;

-  достаточным количеством плодородных земель для каждого государства.

 

Через некоторое время, при отсутствии глобальных военных противостояний изменится мораль этой цивилизации (исчезнет единственное упование на военное превосходство) – люди станут доброжелательны и тогда им можно будет предоставить для пользования и другое побочное решение проблемы спасения климата – устройства создающие тягу без отброса массы.

*** При помощи движителей без отброса массы за десять дней отпуска можно будет слетать на Марс, побыть там четыре дня и вернуться на Землю.

 

Так как, каким образом научные сведения о будущей динамике климата оказались в библейских пророчествах? Неужели каким-то физическим путём информация с планет, которые не удалось спасти от взрыва из-за халатности руководства цивилизаций на этих планетах достигла, Земли и достигла разума тех, кто писал священные писания?

 

Именно это и произошло и виноват в распространении информации отнюдь не Бог.

 

Известно, что на метеоритах, которые достигли поверхности Земли, обнаруживаются органические вещества, вода и даже аминокислоты-кирпичики, из которых строятся в том числе организмы всего живого и человека.

Вполне логичным допустить, что за миллиарды лет существования планеты Земля, на поверхность Земли попали метеориты – части ранее обитаемых планет.

Вполне логичным допустить что вода этих метеоритов принесла информацию о причине гибели планет и стала эта информация доступна на Земле для людей с особым состоянием психики – экстрасенсам.

*** Известно, что даже ограниченное количество воды может хранить почти безграничное количество информации, а записывается информация в форме кластеров воды и в их взаимном положении друг относительно друга.

 

Не вызывает сомнения, что человек в некоторых состояниях психики (и даже во время сна) в состоянии считывать информацию из такого хранилища данных.  Вполне логичным предположить, что контактёр-экстрасенс, получивший информацию из многих ранее обитаемых, но перегревшихся и взорвавшихся планет, в состоянии сопоставить информацию о разных ранее обитаемых планетах и прийти к выводу, что и Земля не застрахована от перспективы её перегрева и взрыва.

Кстати сказать, таких людей - «контактёров» существует на Земле относительно много. Контактёры – это те, кто получили неизвестную широкому кругу людей на Земле и даже учёным на Земле информацию через воду с метеоритов -  осколков взорвавшихся ранее обитаемых планет с высоким уровнем технологического развития цивилизации.

Контактёры получают доступ к эффективным решениям некоторых задач.

В частности, доподлинно не известно о том, что пил и курил Н.Тесла, но он наверняка из этого надсознательного уровня хранения информации получил информацию об устройстве преобразователей теплоты окружающего воздуха в электрический ток, создал опытные работающие образцы, но объяснить принцип работы преобразователя не мог.

Только в 2012 году появилось научное объяснение работы преобразователя Теслы теплоты атмосферного воздуха в электрический ток [9.3].

*** Профессиональные учёные имеют особенность такую, что они объявляют лженаукой всё, что не могут объяснить и тогда это направление движения мысли не развивается официальной наукой. Не получили развития и идеи Н.Тесла по причине отсутствия их осмысления на известных к тому времени законах физики.

 

Ещё один классический пример действия контактёра.

При жизни В.Шаубергера не были реализованы его идеи преобразования теплоты окружающего воздуха в механическую работу. Однако, в 1952 г. в Техническом Колледже Штутгарта профессором Францем Поппелом (Franz Poppel) были повторены эксперименты Шаубергера и они проводились по заказу Совета Министров ФРГ с целью проверки теорий Шаубергера, поскольку представления В.Шаубергера о движении жидкости противоречили классической механике и термодинамике.

Эксперименты дали необъяснимые результаты с точки зрения положений наук того времени. Одним из таких результатов явилось обнаружение режима прокачки воды по медной трубе, изготовленной в виде точной копии рога антилопы куду (правосторонняя сужающаяся спираль). Величина силы трения воды в трубопроводе такой формы осциллировала в зависимости от режима прокачки воды, а в одном из режимов сила трения оказалась отрицательной (обнаружился эффект самовсасывания).  Ф.Попель и последующие «физики» не смогли объяснить результаты эксперимента и "учёные" вступили в корпоративный сговор молчания по поводу результатов эксперимента.

*** Не могут же «учёные» сознаться, что они чего-то не понимают и не могут объяснить!  Чтобы не потерять веру в себя, профессору проще делать вид, что экспериментов не было.

Выводы:

Во вселенной накоплена информация о том, что в отсутствие разума у человека Homovulgaris(человек обыкновенный) всегда и на всех ранее существовавших планетах допускается саморазогрев климата обитаемой планеты и случается самоуничтожение планеты путём её перегрева и взрыва.

У человечества на Земле осталось 20 лет, на интервале которых относительно небольшими затратами можно устранить причину и предотвратить взрыв планеты от перегрева.

Каждый человек на Земле, где бы он ни работал и какую бы должность не занимал, должен приложить все возможные и невозможные усилия для устранения причины саморазогрева климата и взрыва планеты, на которой мы все живём (в том числе и члены партии Единой России и прочие преступники).

Всеми жителями планеты Земля должно считаться слабым утешением от того, что после взрыва нашей планеты остатки биологической жизни вместе с осколками планеты, через миллиарды лет попадут в благоприятную среду другой планетной системы и там жизнь возобновится, подтверждая тезис и  о вечности жизни во вселенной.

 

Конкретнее и для всех:   

     Силу в кулак, волю в узду!

В охлаждение климата впрягайся с маху!

      Выполнил план

          Это хорошо,

             Не выполнил -

               Сам поймёшь, что это

                    Плохо.

Или, то же самое, но строками из Евангелия от Матфея, гл.24:

42 Итак бодрствуйте, потому что не знаете, в который час Господь ваш приидет.

43 Но это вы знаете, что, если бы ведал хозяин дома, в какую стражу придет вор, то бодрствовал бы и не дал бы подкопать дома своего.

*** Бодрствуйте, не спите духовно, не будьте беспечны, но будьте внимательны к признакам «начала конца».

Заключение

1.Данная книга объяснила довольно древний парадокс Э.Ферми, который формулируется так:

- Если инопланетных цивилизаций так много (в соответствии с формулой К.Сагана), то почему человечество не наблюдает никаких следов разумных цивилизаций? [З.1-З.3].

 

Обоснованием парадокса может быть следующее допущение:разумных существ во Вселенной пока нет.

Прежде чем стать разумными (Homosapiens), думающие существа (человек обыкновенный – Homovulgaris) разрушают среду своего обитания тем, что нарушают тепловой баланс планеты неконтролируемым размножением и несуразно большим сжиганием топлива. Антропогенное тепловое загрязнение атмосферы такой деятельностью человека переводит климат в состояние саморазогрева и через некоторое время от даты широкого внедрения атомной энергетики климат изменяется до состояния, не совместимого с продолжением жизни на этой планете.

Руководители планетных цивилизаций понимают необходимость проведения научно обоснованных мероприятий по устранению причины потепления только тогда, когда уже становится поздно.

Потепление климата приводит к переводу климата в стадию саморазогрева, а саморазогрев климата приводит к взрыву планеты. Статистика утверждает, что только у 15% обнаруженных во вселенной планетных систем сохранилось число планет более одной.

В книге объяснена причина того, что время жизни планеты всегда меньше, чем время жизни светила, вокруг которого планета обращается.

*** Появление неопознанных летающих объектов в поле зрения наблюдателей на Земле не является доводом в пользу наличия в настоящее время во вселенной цивилизаций с разумными существами. Земляне тоже запустили космический аппарат и 5 января 2016 года «Вояджер-1» удалился от Солнца на расстояние 20 млрд км (133,7 а. е.). Через миллионы лет его увидят некие существа на дугой планете, но это не значит, что к тому времени нашу планету удастся сохранить от взрыва.

 

2.В связи с доказанной причиной самонагревания климата на планете Земля, научное сообщество должно принять меры, чтобы привлечь внимание всех членов нашего общества к этой проблеме.

Всеми доступными средствами надо довести до сведения руководителей государств о том, что климат нужно сохранять научно-обоснованными методами, а не ритуальными танцами под бубен общепринятого мнения и что климат ещё может быть сохранён в течение следующих двадцати лет.

Вместо сборища чиновников (МГЭИК при ООН) нужно создать международный НАУЧНЫЙ институт по устранению причины саморазогрева климата. Институт должен работать на общественных началах и стать советником руководителей всех стран по проблеме глобального климата.

 

3.Парижское соглашение по климату 2015года, не принесёт большого вреда с точки зрения влияния на саморазогрев климата и потому отменять его не следует хотя бы из-за того, чтобы был стимул ускорить переход на бестопливную возобновляемую энергетику, которая сможет снизить скорость закисления вод океанов и морей атмосферными излишками двуокиси углерода.

 

4.Структура энергетики играла важную роль в провоцировании саморазогрева климата.  В настоящее время, при любой структуре энергетики и даже не будь энергетики и человечества на Земле вовсе, саморазогрев климата продолжится, если не принять научно обоснованных мер по устранению причины саморазогрева.

 

5.  Чтобы спасти планету Земля от перегрева ядра и взрыва, до 80% всей потребляемой человечеством энергии нужно вырабатывать за счёт геотермальной энергетики, в которой преобразователем теплоты в другие виды энергии желательно применять монотемпературные преобразователи прямого преобразования геотермальной теплоты в механическую работу, или в электрическую энергию, или в световое излучение.

 

Литература

Введение

В.1. МГЭИК «Доклад №5, резюме для политиков». (IPCC, Climate Change 2014г. Synthesis Report Summary for Policymakers), [Электронныйресурс] http://ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/syr/AR5_SYR_FINAL_SPM.pdf- статьявИнтернете.

В.2.NASA«Назван срок невозврата климата». [Электронный      ресурс]    http://informing.ru/2016/01/10/vsemirnyy-potop-nachnetsya-cherez-60-let-nasa.html- Новостная лента в Интернете.

В.3. Виноградов Ю. Е., Стребков Д. С. Расчёт параметров климата с учётом антропогенной теплоты //Вестник ВИЭСХ. 2016. № 1 (22). С. 94-102.

 

Глава 1. Научное обоснование механизмов формирования вертикальных тепловых потоков в атмосфере

  1.   Температура с высотой в стратосфере. [Электронный ресурс].

          http://oko-planet.su/spravka/spravkageo/1962-stroenie-atmosfery-zemli.html  - статья в Интернете.

  1. Вукалович М. П., Новиков И. И.Техническая термодинамика. М.Энергия. 1968.
  2. Циолковский К.Э."Второе начало термодинамики", Физмат 1914. Циолковский К.Э., "Второе начало термодинамики". (http://www.rusphysics.ru/articles/260   [Электронный ресурс].
  3. Л.А.Похмельных.Фундаментальные ошибки в физике и реальная электродинамика– Отпечатано в ООО «ИПЦ “Mаска”».
  4.  Беликович В.В., Бенедиктов Е.А., Толмачева А.В., Бахметьева Н.В. «Исследование ионосферы с помощью искусственных периодических неоднородностей». – Н. Новгород: ИПФ РАН. 1999. 156 с.
  5. Редакционная статья. Люстра Чижевского. [Электронный ресурс].

   http://living-health.ru/polza-i-vred-lyustry-chizhevskogo- статья в Интернете.

 

 

Глава 2.   Тепловой    баланс   Земли

2.1. Статья про альбедо поверхности планеты [Электронный ресурс].  http://ggf.tsu.ru/content/faculty/structure/chair/meteorology/publications/Климатология/text/24.htmlЭнциклопедия - статья в Интернете.

2.2. Спектры поглощения и испускания.  [Электронный ресурс]. https://ru.wiki2.org/wiki/- статья в Интернете.

2.3. Влагосодержание воздуха, [Электронный ресурс]. Постановление Комитета по материальным резервам при Совете Министров Республики Беларусь от 27 февраля 2003 г. № 6

 

Глава 3.  Расчёт параметров климата с учётом антропогенной теплоты

 

3.1. Редакционная статья. Структура потребляемого топлива.  [Электронный ресурс] http://photohudeem.weebly.com/blog/potreblenie-uglya-v-mire- статья в Интернете.

3.2. Кошкин Н.И. , Ширкевич М.Г.. Справочник по элементарной физике. Наука, Москва, 1976.

3.3. Энциклопедия Кругосвет, Земля, [Электронный ресурс]

         http://www.krugosvet.ru/enc/nauka_i_tehnika/astronomiya/ZEMLYA- статья в Интернете о параметрах Земли.

3.4. Счетчик населения Земли.  [Электронный ресурс]. http://countrymeters.info/ru/World/- статья в Интернете.

3.5. СНИП СНиП 2.04.05-91. Тепловыделения от взрослых людей. [Электронный ресурс]. http://www.vashdom.ru/snip/P2_91-20405-91/index-6.htm- таблица в Интернете.

3.6.  Справочник.[Электронный ресурс]. http://geyz.ru/news/2013-05-05-589-таблица в Интернете (содержание газов в воде).

 

Глава 4.  Возможная, реальная  и ожидаемая динамика  температуры  климата

 

4.1. Сложный процент. [Электронный ресурс]. http://101.credit/articles/vkladi/clozhnyjj-procent/Статья в Интернете.

 

Глава 5.Влияние вертикальных потоков в коре Земли на целостность планеты.

5.1. Автор не известен.  «Температура вод океана», Температура вод океана, [Электронный     ресурс]   https://geographyofrussia.com/temperatura-vod-okeana/

5.2. Р.Г.Петраченков; А.Р. Петраченков. «Опровержение второго закона термодинамики и гипотезы о тепловой смерти вселенной следует из наличия центростремительных кондуктивных тепловых потоков, обусловленных полем тяготения земли, которые вызывают наблюдаемые градиенты температуры в земной коре.» [Электронный  ресурс] от 16 августа 1965г.http://www.sciteclibrary.ru/texsts/rus/stat/st2813.pdf- статья в Интернете.

5.3. Редакционная статья. «Температура глубин Земли. Температура под поверхностью Земли» [электронный ресурс] http://сезоны-года.рф/температура%20глубин%20Земли.html– статья в Интернете.

 

Глава 6.Анизотропия центростремительных потоков тепла по поверхности континентов

6.1. Н.Гурьянов. Российские ученые разгадали загадку супервулканов. [Электронный ресурс Новости, Моя планета], http://www.moya-planeta.ru/news/view/rossijskie_uchenye_razgadali_zagadku_supervulkanov_20157/- статья в Интернете.

6.2. Про Йеллоустоун и не только.[электронный ресурс] https://aftershock.news/?q=node/431456&full– статья в Интернете.

 

Глава 7.  Меры по сохранению среды обитания

7.1. 6.3.Виноградов Ю.Е, Виноградов С.Ю. О практической возможности создания теплоэлектрической батареи // Материалы конференции «Десятый юбилейный международный форум и выставка», «Высокие технологии ХХIвека». 21-24 апреля 2009 г. М., ЦВК «Экспоцентр». С. 126-131.

7.2. Виноградов Ю.Е., Виноградов С.Ю.Возможности построения изотермических преобразователей // Труды 7-й Международной научно-технической конференции, 18-19 мая 2010 года. М.:ГНУВИЭСХ. Часть 1. С. 452-456.

 

Глава 8. О возможности управления климатом.

8.1. Ю.Е. Виноградов, Д.С. Стребков, «Расчёт параметров климата с учётом антропогенной теплоты», Вестник ВИЭСХ. Выпуск №1(22)/2016., стр. 94-102;

8.2. Сборник трудов Международной ежегодной конференции под редакцией П.П.Безруких и С.В.Грибкова. Виноградов Ю.Е, Стребков Д.С. «Исследование возможности регулирования процессов глобального изменения климата». Стр. 75-89.

8.3. Ю.Е. Виноградов, Д.С. Стребков,  «ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ И МЕТОДОВ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ ПОТЕПЛЕНИЯ КЛИМАТА», Вестник ВИЭСХ. Выпуск №3(24)/2016, (стр.84-92).

8.4.IPCC, "Climatechange2001: Synthesisreport. [электронный ресурс] ."http://www.poteplenie.ru/news/news080503.htm, Земное альбедо за последние пять лет уменьшилось на 2.5%, – статья в Интернете.

8.5. Моисеева Ю. А.Магистрант Института природных ресурсов НИ ТПУ, РФ, г. Томск. «Продолжительностьпрямого солнечного сияния». [Электронный ресурс]. http://nauchforum.ru/node/6090- статья в Интернете.

8.6.  Абдусаматов Х. И., д. ф.-м.н. «Измерение временных вариаций параметров Солнца на служебном модуле Российского сегмента МКС». [Электронный ресурс]. http://www.gao.spb.ru/russian/cosm/astr/index.html- статья в Интернете.

 

Глава 9.0.  О прогнозах поведения климата на Земле в священных писаниях.

9.1. Библия Онлайн, 11. [электронный ресурс]   https://www.bibleonline.ru/bible/rus/01/09/?r=BF– статья в Интернете.

9.2. Евангелие от Матфея. [электронный ресурс]   http://www.patriarchia.ru/bible/mf/24/– статья от Московского патриархата.

9.3. Ю.Е.Виноградов,  «Тесла это просто». [электронный ресурс]    

https://cloud.mail.ru/public/JBCd/qVfAk1DhR– статья в Интернете.

 

Заключение

З.1. К. Саган. Проблема CETI (Связь с внеземными цивилизациями). М.: Мир. 1975.

З.2.  J. G. Kreifeldt. A formulation for the number of communicative civilizations in the galaxy. Icarus, V.14, P.419–430, 1971.

З.3.  Л. М. Гиндилис. К методике оценки числа цивилизаций в Галактике. В кн.: Проблемы поиска внеземных цивилизаций. М.:Наука. 1981.С.126–148.

Сведения об авторах

Виноградов Юрий Евгеньевичинженер, окончил Приборостроительный факультет Политехнического института (г. Омск) и аспирантуру Физического факультета МГУ им.  М.В. Ломоносова, г. Москва.

e_mail: vinogradov.ge@mail.ru

Стребков Дмитрий Семёнович – академик РАН, профессор, доктор технических наук, научный руководитель Федерального научного агроинженерного центра ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ), г. Москва, Россия.

e-mail: nauka-ds@mail.ru

 


[1]«Кондуктивный метод» – от слова кондуктор – посредник – проводник. Гравитация является тем посредником, без которого не состоялась бы передача теплоты от холодного слоя к горячему и без затрат внешней энергии.

13 декабря, 2018 - 12:44