Adam Cebula „Powtórka z energetycznej atmosfery”

Tak, to prawda, już o tym pisałem. Jednak, skoro o tym się ciągle mówi, uznałem, że trzeba jeszcze raz, trochę inaczej, trochę prościej, z innymi argumentami.

Jak zapewne wiesz, Drogi Czytelniku, ilość energii w atmosferze ciągle rośnie. Na skutek efektu cieplarnianego.

Stwierdzenie to pada często z ust dziennikarzy telewizyjnych, tak zwanych ekspertów, pisze się o tym jak o pewniku, i powiem szczerze: zdążyłem już zobojętnieć. Choć za każdym razem, gdy to słyszę albo czytam, coś we mnie podskakuje, a wątpia się przewracają. Albowiem jest to kit. Zapewne elegancki przykład postprawdy, tyle że to zwyczajna nieprawda czy wpuszczanie w maliny.

Prawie zawsze z tą energetyczną atmosferą mamy do czynienia przy okazji katastrof, gdzie doświadczyliśmy silnego wiatru. Rzec można, katastrof typu mechanicznego. Jeśli bowiem jedynie sypie albo leje, zazwyczaj nie dochodzi do jakichś nadzwyczajnych nieszczęść. No i w tym wietrze pies pogrzebion.

Skąd się bierze wiatr? Najprościej mówiąc, na skutek ogrzewania lub oziębiania powietrze się rozszerza albo kurczy. Przez to masy powietrza są wprawiane w ruch. Cieplejsze powietrze przy nagrzanej ziemi unosi się, zimne opada, a ponieważ na naszej Ziemi nic nie może być doskonałe, to ruchom w górę i w dół towarzyszą wiatry poziome, które obserwujemy przy powierzchni lądów i mórz.

W poprzedniej filipice starałem się pokazać, że z elementarnej termodynamiki wynika coś wręcz przeciwnego intuicji rozenergetyzowanej atmosfery: im niższa temperatura, tym taka sama różnica temperatur wywoła większy efekt mechaniczny. Powtórzę ten wywód odrobinę inaczej. Niektórzy znają ze szkół wzór  P*V/T=const. P to ciśnienie V – objętość, T –temperatura w kelwinach. Const oznacza wartość stałą.

Formułę możemy tak przekształcić, by na przykład powiedzieć, jak się będzie przy stałym ciśnieniu zmieniać objętość gazu w zależności od temperatury. Proszę bardzo: V=const*T/P. Ponieważ P jest także stałe, możemy powiedzieć, że objętość gazu wzrośnie lub zmaleje wprostproporcjonalnie do zmian temperatury w bezwzględnej skali lorda Kelvina. Jeśli ogrzejemy powietrze o temperaturze 26,85 stopnia o 1 stopień Celsjusza lub o kelwin, to jego objętość zmieni się mniej więcej o 1/300, ponieważ 26,85 stopnia Celsjusza to 300 kelwinów. Bo zero bezwzględne odpowiada –273,15 stopni Celsjusza.

Może tu tkwić pułapka dla rozumu: w każdej temperaturze przyrost o 1 stopień (kelwin) da taki sam liczony np. w litrach wzrost objętości gazu. Tyle że wiatry wywołuje przyrost względny, interesuje nas stosunek V1/V2, gdzie V1 i V2 są objętościami w różnych temperaturach. Nie zauważymy bez urządzeń pomiarowych, że objętość wzrosła o 1/300.

Jak poprzednio napisałem, ciekawie się robi, gdy gaz (doskonały) o temperaturze 1 kelwina ogrzewamy do 2 kelwinów. Wówczas jego objętość, jak by nie kombinował, wzrasta 2 razy. W poprzednim tekście użyłem przykładu. Gdyby istniała zimna planeta schłodzona do 1 kelwina, to ogrzanie jej jakiegoś rejonu dałoby efekt klimatyczny (wiatrowy?) taki, jak ogrzanie powierzchni Ziemi o te – bagatela! – 300 stopni.

Może warto dodać: jeśli założymy taką samą masę atmosfery jak dla Ziemi, to na tej planecie, gdyby krążyła po orbicie Ziemi, różnice temperatur pomiędzy nocą i dniem byłyby podobne. Oczywiście w dużym uproszczeniu, bo w zimnej atmosferze zupełnie inaczej działałby mechanizm wypromieniowywania ciepła w kosmos.  Istotne jest jednak to, że taka sama porcja energii ze Słońca wywołałaby podobne kilkustopniowe wahania temperatur, lecz ich skutkiem byłyby niewyobrażalne huragany, jakich Ziemia nie widziała zapewne od czasów, gdy jej powierzchnia była płynną skałą.

Gdy temperatura zacznie rosnąć, oczywiście takim samym zmianom temperatury będą towarzyszyły takie same liczone w litrach czy kilometrach sześciennych zmiany objętości, jednak wobec znacznie większej objętości początkowej, ich wpływ będzie coraz słabszy, aż dojdziemy do naszych okolic 300 kelwinów, sytuacji, w której zmiana temperatury o 1 stopień nie daje zauważalnych efektów.

Ciekawe? Pewnie trochę tak, bo nasz wniosek jest (drobiazg!) całkiem ODWROTNY do powtarzanej jak mantra czy zdrowaśki prawdy o energetyzującej się atmosferze. O ile dywagacje o wpływie temperatury globu na wielkość wiatrów, gdy mówimy o zmianach rzędu 1/300 liczonych w temperaturze bezwzględnej, są zawracaniem głowy, to trzeba sobie mocno uświadomić jedną rzecz: by mocniej wiało, nie są potrzebne wyższe temperatury, ale wyższe RÓŻNICE temperatur.

Jeśli upatrujemy jakiś przyczyn tego, że silniej wieje, musimy wskazać nie na podnoszenie się średnich temperatur, tylko na większe ich różnice. A o takich efektach nikt nie mówi, ani nie pisze.

Ale ja już o tym wszystkim pisałem:

Adam Cebula „Rozważania o energetyczności”

Wniosek jest taki, że jeśli chcemy szukać jakiegoś wzrostu „naładowania energią” atmosfery z powodu wzrostu temperatury, nie może to być prosty mechanizm termodynamiczny. Jakimś pomysłem jest wzrost ilości pary wodnej w atmosferze. Jej ilość, jaka jest potrzebna do uzyskania tzw. stanu pary nasyconej, mocno rośnie z temperaturą. Para wodna wydaje się też stanowić silnik gwałtownych burz. Gdy powietrze się wzniesie na odpowiednią wysokość, woda ze stanu gazowego, to jest właśnie para wodna, przechodzi w stan, który nazywamy tradycyjnie parą, czyli unoszących się w powietrzu bardzo małych kropelek cieczy. Skraplaniu się towarzyszy wydzielanie się wielkich ilości ciepła. Dla temperatury w okolicy 0 stopni Celsjusza to jest około 2500 kilodżuli na kilogram.

Pisałem już o tym, więc tylko przypomnę: byłby to jakiś trop, ale szacowany wzrost temperatury globu daje zwyczajnie za mały wzrost ilości pary, to zaledwie jakieś 3% na odcinku czasu mniej więcej od lat 70. XX wieku, na którym chce się dostrzec wzrost liczby gwałtownych zjawisk meteorologicznych. Zauważmy, jak chętnie dziennikarze piszą o „obserwowanych ostatnio wzroście”. Co oznacza zjawisko widoczne bez dokładnych pomiarów, prowadzenia statystyk i systematycznych obserwacji. To powinno być widoczne gołym okiem na przestrzeni zaledwie kilku lat, bo inaczej nie będzie to wzrost, który człowiek zaobserwuje bez prowadzenia notatek. Owszem, zapamiętamy bardzo silną burzę sprzed wielu lat, ale nie wiele średnich.

Więc czy potrafimy coś zauważyć, skoro w najlepszym razie ilość energii „wodnej” w atmosferze wzrosła o 3% w ciągu ostatnich 40-50 lat? Powtórzę za poprzednim tekstem: mierzenie liczby huraganów i cyklonów z taką dokładnością jest niemożliwe, zauważylibyśmy ich wzrost o dwa razy, zmiana liczby o kilka procent w tym wypadku nic nie oznacza, bo mówimy o kilku, kilkunastu zdarzeniach na rok. Jeśli mamy 16 cyklonów w ciągu jednego roku, w kolejnym 12, a w następnym 20, to liczby te o niczym nie świadczą, trzeba przyjąć, że liczba zjawisk przypadkowych fluktuuje w górę i w dół w granicach pierwiastka z liczby średniej.

Jak starałem się pokazać, wzrostu liczby gwałtownych katastrof meteo nie widać także na długich odcinkach czasu, znacznie dłuższych niż ludzka pamięć.

Kłania się znowu termodynamika: nie wystarczy sam przyrost ilości pary wodnej. Aby wynikła z tego piekielna burza, potrzebne są różnice. Niestety, jeśli nie zajdą jakieś specjalne okoliczności, to gdy temperatura rośnie, pary wodnej więcej jest wszędzie. Powietrze na dużych wysokościach już jest cieplejsze, i gdy para dociera tam z prądem wznoszącym, to wilgotne, to choć wody w nim więcej. Potrzeba jej także więcej, by dojść do okolic stanu pary nasyconej, by zaczął się proces skraplania czy krystalizacji. Nikt nie wspomina o różnicach, bo wykombinowanie, co się stanie, gdy wzrośnie temperatura, ale z nią także i wilgotność względna w każdym miejscu razem ze wszystkimi zjawiskami, jakie towarzyszą parowaniu i skraplaniu, nie prowadzi do prostych wniosków, że będzie mocniej wiało lub choćby tylko dostaniemy faktycznie większe różnice temperatur. Owszem, w drugą stronę na pewno: różnice temperatur, jeśli już są, to mamy i różnice wilgotności, i nieuchronnie wiatry. Wyższa temperatura w każdym miejscu może oznaczać monotonną parówkę.

Osobliwe jest też zastanowić się, jak silnym argumentem jest, że jeśli już zajmiemy się detalicznie liczbą kataklizmów na przestrzeni dobrze opisanej historii, nie widać żadnego wzrostu liczby katastrof meteorologicznych. Osobliwe jest zastanawianie się nad siłą zasadniczego argumentu: nie ma zjawiska, ale czy to kogokolwiek przekona? Czy kogokolwiek przekona, że fakt, że nie obserwujemy wzrostu liczby huraganów i innych cyklonów, ponieważ to zgadza się choćby z oszacowaniem możliwego wzrostu o 3% „energetyczności” atmosfery?

Pozwolę sobie przypomnieć inne obserwacje, które każdy może sprawdzić. A jak się ma wietrzność do temperatury? Insza inszość, termin „wietrzność” niesprecyzowany wyjaśni się, gdy powiem, że jest miejsce na naszym globie, gdzie duje mocniej niż w Kieleckiem. Choć wydaje się to niemożliwe. A jednak na Antarktydzie mamy wiatry wiejące z prędkościami 180-325 km/h. Jak podaje Wikipedia: „Wiatry silne (powyżej 15 m/s) wieją przez 200-340 dni w roku.” Czyli duje niemiłosiernie cały czas. Przypomnę tylko, że dla naszych regionów średnie są  wiatry poniżej 5m/s, a w okolicy 25 m/s uznawane są za wyjątkowe.

Duje także w okolicy bieguna północnego, duje w wysokich górach, gdzie jest zimno. Duje na Morzu Północnym, przez co stawia się tam farmy wiatrowe. A Morze Północne jest zimne niemiłosiernie, o czym opowiadają żeglarze, którym tam zdarzyło się wypaść za burtę.

Wystarczy się trochę rozejrzeć po świecie, by zauważyć dość banalną prawdę powtarzaną także przez klimatologów straszących Globalnym Ociepleniem: powody, z jakich wieje silniej lub słabiej, są mocno złożone i nijak nie daje się wyprowadzić ich prostej korelacji z „energetycznością” atmosfery. Nie widać żadnego związku z temperaturą ani z inną formą „naładowania energią” powietrza. Na przykład na Antarktydzie jest nie tylko wyjątkowo zimno, ale i tak sucho, że strach. Średnia roczna wielkość opadów dla Wrocka w okresie 1991-2000 jest podawana na 522 mm, a na stacji polarnej Amundsen-Scott na biegunie południowym spadają zaledwie 2 milimetry śniegu na rok (za Wikipedią).

Jak widać, mimo że powietrze jest skrajnie ”rozładowane”, to właśnie na Antarktydzie znajduje się biegun wiatrów, najbardziej wietrzne miejsce na globie, a prędkości wiatrów często osiągają na wielkich obszarach wielkości, które w każdym innym rejonie Ziemi spowodowały by ogromną katastrofę.

Ściągnij tekst:

P O W I Ą Z A N E   A R T Y K U Ł Y:

NOTKA BIOGRAFICZNA:
Adam Cebula

Brak komentarzy

Zostaw odpowiedź


*

*

Prawa autorskie

Niniejsze utwory objęte są prawami autorskimi.

Podejrzewamy, że autorzy chcieliby te prawa zachować, dlatego my – Redakcja Fahrenheita – nie zgadzamy się na łamanie tychże (praw, bo choć łamanie autorów mogłoby być ciekawym widowiskiem, wolimy ich w całości… przynajmniej dopóki pracują dla nas).

W przypadku, gdyby jednak kogoś naszła chętka na nierespektowanie praw autorskich, zalecamy konsultację z lekarzem i adwokatem.

W ostateczności można skontaktować się z Redakcją.

Losowy cytat od Redakcji

Do stu diabłów! Lepiej zginąć niż żyć ze świadomością, że zrobiło się coś, co wymaga wybaczenia.

— Yarpen Zigrin, „Krew elfów” Andrzej Sapkowski

Kalendarz wydarzeń

Najbliższe wydarzenia

7 Salon Ciekawej Książki
od do
Aktualności
Hala Expo - Łódź (Łódź, al. Politechniki 4)
Spotkanie z Jackiem Komudą
Aktualności
ProMedia (Szczecin, al. Wojska Polskiego 2)
Spotkanie z Andrzejem Ziemiańskim
Aktualności
Mediateka Góra Mediów (al. Wojska Polskiego 9; Zielona Góra)
Do NOT follow this link or you will be banned from the site!