Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
Ogrzewanie oceanów, którego nie przewidują modele klimatyczne, wyjaśnia fizyka kwantowa?
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Claudio Pellegrini z brazylijskiego Uniwersytetu Federalnego w São João del-Rei obliczył, jaki kształt powinna mieć szklanka do piwa, by jak najdłużej utrzymać niską temperaturę napoju. Problem temperatury piwa trapi naukowców od dawna. Już przed 11 laty klimatolodzy z University of Washington prowadzili obliczenia i eksperymenty, które dały odpowiedź na pytanie, dlaczego w letni dzień piwo tak szybko się ogrzewa.
Większość osób woli pić piwo ze szklanki niż z kufla. Jednak piwo w takim naczyniu szybciej się ogrzewa. Pellegrini, który opublikował wyniki swoich badań na łamach arXiv, postanowił poszukać optymalnego kształtu szklanki, opierając się na podstawach fizyki dotyczących transferu ciepła. W swojej pracy nie brał pod uwagę czynników zewnętrznych, takich jak ciepło dłoni czy rodzaj szkła. Badał jedynie, w jaki sposób kształt wpływa na tempo przepływu energii cieplnej.
Swoje obliczenia rozpoczął od standardowego kształtu i rozmiaru typowej szklanki o prostych ściankach i takiej samej średnicy na górze i na dole. Dla każdego ze sprawdzanych kształtów przyjął taką samą temperaturę napoju oraz założył, że samo szkło ma pomijalną rezystancję termiczną.
Okazało się, że ludzkość – bez naukowych obliczeń – stworzyła już idealny kształt szklanki do piwa. Okazało się, że złocisty napój ogrzewa się najwolniej w szklance z dnem o niewielkiej średnicy, która stopniowo rozszerza się ku górze.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Współczesne samoloty pasażerskie emitują mniej węgla niż starsze modele, jednak latają na większych wysokościach, przez co ich smugi kondensacyjne utrzymują się dłużej, a to może w większym stopniu wpływać na ocieplenie klimatu. Nowe badania, przeprowadzone przez naukowców z Wielkiej Brytanii, Niemiec i USA, wykazały również, że prywatne odrzutowce mają nawet większy negatywny wpływ na klimat, niż dotychczas sądzono.
Podczas podróży lotniczych do atmosfery emitowane są duże ilości węgla. I właśnie z tą emisją kojarzony jest negatywny wpływ lotów pasażerskich na klimat. Niewykluczone jednak, że to nie ona, a smugi kondensacyjne są głównym elementem, za pomocą którego samoloty przyczyniają się do ocieplania klimatu. Smugi kondensacyjne przyczyniają się do ponad połowy dodatniego wymuszenia radiacyjnego z lotnictwa, jednak rozmiary ich wpływu na klimat są wysoce niepewne. W dużym stopniu zależą bowiem od mikrofizycznych właściwości smugi oraz lokalnej meteorologii, ponadto silnie zmieniają się w czasie trwania smugi, piszą autorzy badań.
Naukowcy przeanalizowali zdjęcia satelitarne ponad 64 000 smug kondensacyjnych z samolotów przelatujących nad Oceanem Atlantyckim. Stwierdzili, że nowoczesne maszyny, które latają na wysokości około 12 kilometrów, tworzą bardziej trwałe smugi. Maszyny takie, by zaoszczędzić na paliwie, latają wyżej, gdzie powietrze jest bardziej rozrzedzone i stawia mniejszy opór. Starsze samoloty latają na wysokości około 11 kilometrów. Maszyny latające wyżej spalają mniej paliwa, powodują więc mniejszą emisję, jednak pozostawiane przez nich smugi kondensacyjne dłużej się utrzymują, więc dłużej generują efekt cieplarniany.
Nowsze samoloty latają coraz wyżej i wyżej, by zmniejszyć zużycie paliwa i emisję węgla. Niezamierzoną konsekwencją takich działań jest tworzenie większej liczby dłużej utrzymujących się w powietrzu smug kondensacyjnych, które zatrzymują w atmosferze dodatkowe ciepło, wyjaśnia główny autor badań, doktor Edward Gryspeerdt z Imperial College London. Badacze potwierdzili również, że istnieje prosty sposób na skrócenie czasu utrzymywania się smug kondensacyjnych. Jest nim zmniejszenie ilości sadzy emitowanej przez silniki, czyli dokładniejsze spalanie paliwa.
Nieproporcjonalnie dużym problemem są prywatne odrzutowce. Są co prawda mniejsze niż samoloty pasażerskie i zużywają mniej paliwa, jednak latają jeszcze wyżej. I mimo swoich rozmiarów generują długo utrzymujące się smugi kondensacyjne, które rozmiarami dorównują smugom z samolotów pasażerskich. Są też, oczywiście, mniej efektywne niż samoloty pasażerskie, emitując do atmosfery więcej węgla na osobę, niż duże maszyny należące do linii lotniczych. Negatywny wpływ na klimat milionerów posiadających prywatne odrzutowce jest więc jeszcze bardziej nieproporcjonalnie duży, niż się dotychczas wydawało.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
W ciągu ostatnich 20 lat doszło do znacznych zmian koloru oceanów. To globalny trend, którego najbardziej prawdopodobną przyczyną jest globalne ocieplenie, informują naukowcy z MIT, brytyjskiego Narodowego Centrum Oceanograficznego, University of Maine i Oregon State University. Zmiany obejmują aż 56% oceanów, czyli powierzchnię większą niż powierzchnia wszystkich lądów.
Najbardziej widoczne są zmiany w obszarach równikowych, gdzie kolor wody staje się coraz bardziej zielony. Oznacza to, że dochodzi do zmian ekosystemów na powierzchni, gdyż na kolor wody wpływają żyjące w niej organizmy oraz rozpuszczone minerały. W tej chwili nie wiadomo, jakie konkretnie zmiany w ekosystemie powodują taką zmianą koloru. Naukowcy są pewni jednego – najbardziej prawdopodobną przyczyną zmian jest zmiana klimatu.
Zmiany takie nie są zaskoczeniem. Współautorka badań, Stephanie Dutkiewicz z MIT od wielu lat prowadzi symulacje komputerowe, które pokazywały, że do takich zmian dojdzie. Fakt, że je teraz mogę obserwować w rzeczywistości nie jest zaskoczeniem. Ale jest to przerażające. Zmiany te są zgodne z tym, co pokazują symulacje dotyczące wpływu człowieka na klimat, stwierdza uczona. To kolejny dowód na to, jak ludzka aktywność wpływa na życie na Ziemi na wielką skalę. I kolejny sposób, w jaki wpływamy na biosferę, dodaje doktor B. B. Cael z Narodowego Centrum Oceanograficznego w Southampton.
Kolor oceanu zależy od tego, co znajduje się w górnych warstwach wody. Woda głębokiej błękitnej barwie zawiera niewiele życia, a im bardziej zielona, tym więcej w niej organizmów żywych, przede wszystkim fitoplanktonu. Fitoplankton stanowi podstawę morskiego łańcucha pokarmowego. Rozciąga się on od fitoplanktonu, przez kryl, ryby, ptaki morskie po wielkie morskie ssaki. Fitoplankton absorbuje też i zatrzymuje dwutlenek węgla. Dlatego też naukowcy starają się go jak najdokładniej monitorować, by na tej podstawie badać, jak ocean reaguje na zmiany klimatu. Robią to wykorzystując satelity śledzące zmiany chlorofilu poprzez porównanie światła zielonego i niebieskiego odbijanego od powierzchni oceanów.
Przed około 10 laty jedna z autorek obecnych badań, Stephanie Henson, wykazała, że potrzeba co najmniej 30 lat ciągłych obserwacji chlorofilu, by wyciągnąć wnioski na temat zmian jego koncentracji pod wpływem globalnego ocieplenia. Jest to spowodowane olbrzymimi naturalnymi zmianami oceanicznego chlorofilu rok do roku, więc odróżnienie corocznych zmian naturalnych od długoterminowego trendu powodowanego ociepleniem wymaga długotrwałych obserwacji.
Z kolei przed 4 laty Dutkiewicz i jej zespół opublikowali artykuł, w którym dowiedli, że naturalne zmiany innych kolorów oceanu są znacznie mniejsze niż zmiany chlorofilu. Zatem – jak dowodzili na podstawie opracowanego przez siebie modelu – korzystając ze zmian chlorofilu i korygując je o zmiany innych kolorów, można wyodrębnić zmiany koloru powodowane ociepleniem już po 20, a nie po 30 latach obserwacji.
W trakcie najnowszych badań naukowcy przeanalizowali pomiary koloru oceanów zbierane od 21 lat przez satelitę Aqua. Zainstalowany na jego pokładzie instrument MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) przygląda się oceanom w 7 zakresach światła widzialnego, w tym w 2 tradycyjnie używanych do monitorowania chlorofilu. Naukowcy najpierw przeprowadzili analizy wszystkich kolorów w różnych regionach w poszczególnych latach. Tak badali zmiany roczne. To pozwoliło im określić naturalną zmienność dla wszystkich 7 zakresów fali. Następnie przyjrzeli się całemu światowemu oceanowi w perspektywie 20 lat. W ten sposób na tle naturalnych dorocznych zmian wyodrębnili trend długoterminowy.
Chcąc się przekonać, czy trend ten może mieć związek ze zmianami klimatu, porównali go z modelem Dutkiewicz z 2019 roku. Model ten pokazywał, że znaczący trend powinien być widoczny po 20 latach obserwacji, a zmiany kolorystyczne powinny objąć około 50% powierzchni oceanów. Okazało się, że dane z modelu zgadzają się z danymi obserwacyjnymi – trend jest silnie widoczny pod 20 latach, a zmiany objęły 56% powierzchni. To sugeruje, że obserwowany trend nie jest przypadkową wariacją w systemie. Jest on zgodny z modelami antropogenicznej zmiany klimatu, mówi B.B. Cael.
Mam nadzieję, że ludzie potraktują to poważnie. To już nie tylko model przewidujący, że dojdzie do zmian. Te zmiany zachodzą. Ocean się zmienia, podsumowuje Dutkiewicz.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Spacerowicze odwiedzający jedną z plaż w San Diego mogli ostatnio oglądać... różową wodę. Niezwykły widok nie był jednak niczym groźnym ani niepokojący. Woda została celowo zabarwiona na różowo przez naukowców, którzy badają, w jaki sposób wody rzek mieszają się z wodami oceanów.
Rzeki i ich estuaria odgrywają ważną rolę w dostarczaniu słodkiej wody oraz osadów i zanieczyszczeń do przybrzeżnych regionów oceanów. Niewiele jednak wiadomo o tym, jak przebiega interakcja lżejszych wód słodkich z cięższymi, gęstszymi i często chłodniejszymi wodami przybrzeżnymi oceanu.
Od początku roku naukowcy ze Scripps Institution of Oceanography i University of Washington kilkukrotnie kolorowali wody bezpiecznym dla środowiska różowym barwnikiem, by obserwować, jak niewielkie estuarium wpływa na przybrzeżne wody oceanu.
Jestem bardzo podekscytowana, bo dotychczas nie prowadzono tego typu badań. To naprawdę unikatowy eksperyment, mówi kierująca eksperymentem oceanograf Sarah Giddings. Zgromadziło się tutaj wielu ekspertów z różnych dziedzin. Sądzę, że uzyskamy naprawdę interesujące dalekosiężne wyniki. Połączymy je z wynikami starszych badań oraz z symulacjami komputerowymi. Chcemy zrozumieć, jak rozprzestrzenia się w oceanie woda z niewielkich estuariów, dodaje. Interesuje mnie, w jaki sposób interakcja sił fizycznych – zderzenia fal oceanu z wpływającą doń wodą z rzeki – wpływa na to, co dzieje się z wodą rzeczną, mówi doktor Alex Simpson.
Barwnik, który zabarwiono wodę rzeki, jest śledzony z lądu, wody i powietrza. Specjalne czujniki zostały umieszczone między innymi na palach wbitych w dno i na samym dnie. Dane zbierane są poprzez pomiary fluoroscencji barwnika, a naukowcy mierzą prądy oceaniczne, wysokość fal, zasolenie i temperaturę wody oraz badają ich zmiany w czasie i wpływ na nie wód słodkich. W ten sposób zyskają informację o konkretnym miejscu badań, ale dzięki temu lepiej można będzie zrozumieć, jak niewielkie i średniej wielkości estuaria wpływają na rozprzestrzenianie się osadów, zanieczyszczeń, narybku i innych istotnych elementów środowiska przybrzeżnego.
Wiele z wcześniejszych badań tego typu skupiało się na dużych rzekach, dlatego też niewiele wiemy o mniejszych ciekach wodnych. Na miejsce eksperymentów wybrano Los Peñasquitos Lagoon, gdyż jest to bardzo reprezentatywny przykład niewielkiego estuarium, z którego woda przedostaje się na dość jednorodne wybrzeże.
Barwnik wypuszczany jest w czasie odpływu, gdyż naukowcy chcą mieć gwarancję, że zostanie on poniesiony w głąb oceanu. Gołym okiem widać go przez wiele godzin, a instrumenty naukowe są w stanie wykryć go przez około 24 godziny.
Badania prowadzone są w ramach projektu Plumes in Nearshore Conditions (PiNC).
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Ze względu na specyficzną konstrukcję domu, odległość budynku od sieci cieplnej umożliwiającej instalację centralnego ogrzewania oraz z szeregu innych powodów wiele osób szuka alternatywnych sposobów na ogrzanie poszczególnych pomieszczeń, całego domu lub tarasu. Część konsumentów jest zainteresowana ogrzewaniem, które w przyszłości potencjalnie mogłoby być zasilane z odnawialnych źródeł energii, inni szukają rozwiązań, których wdrożenie nie wymaga kosztownych remontów.
W efekcie tych poszukiwań wiele osób decyduje się na ogrzewanie elektryczne, w tym konwektory i piece akumulacyjne, a także systemy ogrzewania powierzchniowego jak ogrzewanie podłogowe, ścienne i sufitowe. Jedną z metod elektrycznego ogrzewania są promienniki podczerwieni. Ogrzewanie za ich pomocą stale zyskuje na popularności ze względu na szereg zalet nad innymi formami ogrzewania elektrycznego, jak i tego, które pochodzi z innych źródeł. Ponieważ montaż promienników podczerwieni nie jest inwazyjny i nie wymaga kosztownych remontów, mogą one stanowić również uzupełnienie innych rodzajów ogrzewania.
Czym jest i jak działa promiennik podczerwieni?
Promienniki podczerwieni to płaskie panele zasilane energią elektryczną. Grzałka będąca częścią urządzenia sprawia, że emitowane jest promieniowanie podczerwone niewidoczne dla ludzkiego oka. Powierzchnia przedmiotów, ludzi i zwierząt, które znajdują się w pewnej odległości od promiennika, podlega ogrzaniu. Efekt komfortowego ciepła odczuwalny jest już po chwili działania urządzenia. Jest to cecha, która wyraźnie odróżnia promienniki podczerwieni od zwykłych grzejników konwekcyjnych. Tradycyjne grzejniki powodują cyrkulację nagrzanego powietrza, które ostatecznie unosi się ku górze. Promienniki podczerwieni natomiast ogrzewają przede wszystkim powierzchnie rzeczy w swoim otoczeniu, a nie samo powietrze. Nagrzane powierzchnie oczywiście są w stanie częściowo oddawać ciepło.
Poza sprawnym dostarczaniem komfortu cieplnego charakterystyka działania promienników podczerwieni wiąże się z dodatkowymi korzyściami. Ponieważ ten rodzaj urządzeń nie wprawia w ruch powietrza, a wraz z nim kurzu i brudu, promienniki ciepła stanowią znacznie zdrowszą metodę ogrzewania dla alergików i astmatyków. Ogrzewanie podczerwienią nie wysusza również powietrza w pomieszczeniu. Pewien stopień wilgotności pomaga zachować zdrowie gardła, całych dróg oddechowych oraz spojówek oczu, które są wrażliwe na suchość powietrza.
Ile kosztuje ogrzewanie promiennikiem podczerwieni?
Ostateczne koszty montażu i późniejszej eksploatacji ogrzewania pomieszczeń przez elektryczne promienniki podczerwieni mogą zależeć od wielu indywidualnych czynników takich jak stopień ocieplenia domu, sprawność wybranego modelu, rodzaj konstrukcji domu (ogrzewanie promiennikowe polecane jest zwłaszcza w przypadku konstrukcji szkieletowych). To czy promiennik podczerwieni będzie dobrym wyborem pod względem ekonomicznym, zależy od oczekiwań użytkownika względem tego typu urządzenia. Czy chodzi o pojedynczy promiennik, którego zadaniem będzie jedynie dogrzanie stanowiska pracy lub czy promienniki na podczerwień mają stanowić jedyne źródło ciepła całego domu?
Przy obecnych kosztach energii elektrycznej ogrzewanie promiennikiem na podczerwień jest szacunkowo oszczędniejsze od ogrzewania ekogroszkiem, gazem ziemnym, pelletem lub olejem opałowym. W ocenie kosztów warto mieć na uwadze też koszty montażu, które w przypadku promienników na podczerwień są niskie, a sama instalacja nie wymaga inwazyjnych remontów.
Promiennik promiennikowi nierówny - o technologiach i funkcjonalnościach
Wszystkie promienniki na podczerwień zapewnią komfort cieplny, ale różne modele urządzeń mogą się sprawdzać w różnych warunkach, odpowiadać na specyficzne zapotrzebowanie. Aby upewnić się, że kupiony promiennik podczerwieni spełni wszystkie oczekiwania, warto zapoznać się z kilkoma cechami, którymi mogą wyróżniać się poszczególne modele:
Wodoodporność — część urządzeń jest zgodna z różnym stopniem normy IP, która opisuje poziom odporności na kurz i wodę. Zwróć uwagę na ten parametr, jeśli chcesz ogrzać łazienkę, w której często panuje wysoka wilgotność powietrza. IP54 powinno w zupełności wystarczyć, gdyż urządzenia o tym poziomie szczelności są w stanie wytrzymać nawet delikatne zachlapania. Wbudowane oświetlenie — ponieważ promienniki podczerwieni montuje się pod sufitem, stanowią idealne urządzenie, aby zintegrować je z systemem oświetlenia, zwłaszcza jeśli mamy do czynienia z niewielkim pomieszczeniem, gdzie samo umieszczenie promiennika pod sufitem nie zostawia wiele miejsca na dodatkowy montaż żyrandola. Nóżki w zestawie lub możliwość ich zastosowania — jeśli promiennik podczerwieni ma służyć jedynie dogrzewaniu pewnych pomieszczeń np. stanowiska pracy lub miejsca snu, nóżki lub nóżki na kółkach umożliwią łatwe stawianie urządzenia na podłodze i przenoszenie go, tylko w czasie, gdy potrzebne jest chwilowe dogrzanie. Obsługa aplikacji — coraz więcej modeli urządzeń oferujących ogrzewanie na podczerwień ma wsparcie dla aplikacji na smartfony, dzięki której łatwo zdalnie sterować promiennikiem. Aplikacje mobilne umożliwiają także skonfigurowanie wielu różnych scenariuszy automatyzacji ogrzewania za pomocą promienników np. włączanie i wyłączanie urządzeń powiązane ze wschodami i zachodami słońca. Zwracając uwagę na te cechy urządzeń, na pewno będziesz w stanie wybrać promiennik podczerwieni, który spełni Twoje indywidualne oczekiwania i już niedługo będziesz się cieszyć nowoczesnym, zdrowym i oszczędnym ogrzewaniem. Potrzebujesz pomocy w wyborze promiennika? Sprawdź artykuł o tym, jak wybrać promiennik podczerwieni.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.