Make global warming great again

chest_i_razym — 27.12.2022 Airbus A380 продолжает возвращаться, поскольку спрос на поездки после пандемии резко возрастает.

Несколько перевозчиков возобновили обслуживание двухэтажных самолетов в 2021 и 2022 годах, а Lufthansa объявила о возвращении в 2023 году.

Четырехмоторные самолеты, в том числе Airbus A380 и Boeing 747, были одними из наиболее пострадавших во время COVID-19.

Make global warming great again

До возобновления полетов A380 находились на хранении по всей Европе и даже на Ближнем Востоке. Например, в Дохе, Катар, три британских самолета A380 простаивали на рулежной дорожке в международном аэропорту Хамад.

16 декабря 2022 г.– Авиакомпания Emirates решила к концу 2023 года возобновить полеты всех принадлежащих ей широкофюзеляжных самолетов Airbus A380.

В 2019 году в распоряжении Emirates находились 116 самолетов A380, большинство из которых были выведены из эксплуатации в связи с ограничениями, вызванными пандемией COVID-19. По данным газеты, к настоящему моменту компания уже вернула в состав авиапарка около 85% этих четырехмоторных самолетов. В начале декабря сообщалось, что другой крупный эмиратский авиаперевозчик Etihad Airways также решил возобновить эксплуатацию широкофюзеляжных самолетов A380. Они начнут выполнять рейсы по маршруту Абу-Даби - Лондон с лета 2023 года.

Крупные извержения вулканов оказывают воздействие на климат. Холодает на несколько градусов сроком до нескольких лет.

Когда появилась проблема антропогенного потепления, начались поиски методов геоинженерного охлаждения Земли. Вспомнили и про вулканы. Механизм охлаждения понятен физикам.

Все вы знаете, что теплый воздух склонен подниматься вверх. В дневные часы поверхность земли нагревается солнечной радиацией. Температура почвы растет, поверхность разогревает приземный слой воздуха, воздух расширяется, становится менее плотным, а значит, отрывается от поверхности и уходит в более верхние слои. Кроме воздушной массы, пузырь, термик, тащит за собой и влагу. Вода испарялась растениями, поверхностями рек, озер, морей и океанов. Так как приземный слой самый теплый, а поверхность ещё теплее, влага хорошо испарялась, а воздух её хорошо всасывал. Но теперь, когда влага оказалась в пузыре всплывающего охлаждающегося воздуха, удерживаться в виде газа влага при таких низких температурах и давлениях уже не может. Начинается конденсация, появляется туман, облако.

При конденсации выделяется дополнительное тепло, что ускоряет всплытие пузыря. На определенном этапе подъема температуры внутри облака снижаются до отрицательных значений и капельки тумана превращаются в кристаллики, на которые продолжает поступать лишняя влага из воздуха. Переход воды в твердую фазу также дает дополнительное тепло и облако опять всплывает интенсивнее. И до куда же долетит наш воздушный пузырь?

Обычно на некоторой высоте всплывающий воздух сталкивается с более теплым слоем воздуха и всплытие останавливается. Локальная небольшая инверсия температур рано или поздно встретится на высотах от 400 до 7000 метров. Визуально вы это можете наблюдать в виде границы облаков. Облака сидят примерно на одной и той же высоте.

Однако при благоприятной погодной ситуации и подходящих воздушных массах, поверхность земли нагревается столь сильно, что всплывающие пузыри воздуха прогревают нижние слои атмосферы и рано или поздно пробиваются выше и всплывают до высот 7-12 километров. Это уже грозовые облака, где падающие вниз крупные льдинки сталкиваются с мелкими льдинками новых восходящих потоков. От трения льдинок возникают объемные заряды, которые в итоге приводят к разряду молнии.

Но даже самое мощное конвективное облако в самом верху упирается в некий барьер. Даже визуально видно, как верхняя часть облака столкнувшись с невидимым препятствием растекается в стороны. Возникает знаменитая форма кучевого-грозового облака – «наковальня».

Так во что же упираются грозовые облака? Поверхность Земли является не единственным источником тепла для атмосферы. На высотах 10-20 километров расположен знаменитый озоновый слой. А почему все так о нём заботятся?

Озон не пропускает наиболее вредные спектры солнечного излучения, жесткий ультрафиолет. Раз часть солнечной энергии впитывается, значит, температура молекул озона будет повышаться. Да, не сильно, но на этой высоте воздух уже сильно разряжен, менее плотный, и теплоемкость на единицу объема не велика. Даже такого слабого источника тепла достаточно, чтобы слой воздуха богатый озоном прогрелся на несколько градусов. А инверсия температуры в несколько градусов на таких высотах является серьезным препятствием для всплывающих пузырей. Практически все они не могут преодолеть эту инверсию, вверху оказывается более теплый слой воздуха и всплытие заканчивается.

Очевидно, что такая физика приводит к разделению атмосферы на часть до озонового слоя и часть выше озонового слоя. Эти слои принципиально отличаются прежде всего тем, что верхняя часть атмосферы практически полностью лишена перемешивания с нижней. А главное. В эту верхнюю часть практически не поступает влага. Именно поэтому академические ученые разделили эти части атмосферы и дали им разные имена. Тропосфера – нижняя часть, богатая влагой и активно перемешивающаяся. Стратосфера – верхняя часть, очень сухая, практически не перемешивается с тропосферой.

А слой воздуха богатый озоном, который и не дает им перемешиваться зовется тропопаузой. Пауза – это остановка охлаждения воздуха при росте высоты.

Что же характерно для стратосферы? Это сухой морозный воздух, в нем может очень долго висеть различная пыль. В тропосфере, то есть в нижней части атмосферы регулярно выпадают осадки, пыль вымывается из тропосферы. Гидрофильная часть пыли сама становится центром будущих льдинок или капелек, и выпадет вместе с созданной каплей на поверхность. Другая часть пыли, гидрофобная даже если она не подходит для образования на ней капелек или кристаллов, может быть элементарно поглощена падающей сверху каплей или снежинкой, путем механического столкновения. Так что воздух в тропосфере достаточно интенсивно очищается от взвешенных частиц.

Другое дело стратосфера. Там влаги практически нет, нет и осадков. На пылинках не вырастают льдинки, а значит пылинки не растут в размерах. Но откуда тогда берется пыль в стратосфере, если пыль с поверхности туда долететь не может?

Источников несколько, во-первых, это продукты сгорания и разрушение метеоров. В стратосфере плотность воздуха уже достаточна для интенсивного торможения космических гостей. Во-вторых, это вулканическая пыль и не только пыль.

Извержение даже весьма заурядного вулкана дает теплоту сравнимую с годовым производством тепла всем человечеством. Извержение – это суперконвекция, которая способна пробить не только внутренние локальные инверсии в тропосфере, но и тропопаузу. В результате, в чистую и морозную стратосферу поступает огромное число пыли, а главное вулканических газов. А он выделяет прежде всего серу. Фактически вулкан, как огромный насос прокалывает тропопаузу и закачивает в стратосферу серу.

Но сера туда попадает не в твердом виде, а в виде газа, оксиды серы. Далее оксид серы соединяется с водой и под воздействием ультрафиолета, мощность которого возрастает по мере прохождения выше, чем озоновый слой, превращается в серную кислоту. Серная кислота имеет очень высокую температуру кипения, также высока температура плавления. А значит, парам серной кислоты очень трудно находиться при температуре стратосферы в виде газа, пары кислоты сразу уходят на первый попавшийся кристалл. Появляется льдинка серной кислоты, которая очень любит впитывать ещё и водяные пары.

Ученые измерили размеры этих вулканических льдинок серной кислоты, они оказались очень мелкими. Одна десятая микрометра и меньше. Такие мелкие кристаллы способны отражать часть солнечных лучей, но в тоже время тепловое излучение Земли абсолютно прозрачно для частиц такого размера. Электромагнитная волна инфракрасного спектра слишком велика для такой маленькой частицы, и волна спокойно её облетает.

В безоблачную ночь, что зимой, что летом холоднее, чем в облачную. Дело в том, что любое нагретое выше абсолютного нуля тело излучает инфракрасное излучение, тем самым, если тело в ответ тоже не будут облучать, то оно ночью охлаждается. Когда облаков нет, поверхность Земли излучает тепло прямо "в космос". Поверхность умудряется остыть даже сильнее прилегающего воздуха. Другое дело, когда ночью присутствуют облака. Облака состоят из довольно крупных капелек или льдинок. Их размеры гораздо выше полмикрона, а значит, они достаточно надежно ловят инфракрасное излучение, и частично возвращают его обратно на Землю. Остывание идёт, но гораздо меньшими темпами. Облака как одеяло не позволяют поверхности охладиться.

Вернемся к вулканам. Итак, мощные извержения вулканов приводят к засериванию нижней стратосферы. Сера там находится в виде серной кислоты, которая собирается в кристаллики размерами 0.1 микрометр и меньше. В результате возникает слой выпускающий в космос инфракрасное охлаждающее Землю излучение, в тоже время этот слой частично отражает, рассеивает солнечное излучение. И наступает вулканическая зима. Да, обычно снижение температуры достигает в среднем нескольких десятых одного градуса, но при очень мощных извержениях падение температуры может достигать нескольких градусов, что местами может привести к очень холодным аномалиям. Есть гипотеза, что неурожаи при правлении Бориса Годунова были вызваны извержением вулкана в Перу. Также широко известен феномен года без лета – 1816 год. В тот год в США заморозки были даже в июле месяце. Виновен в этом происшествии был индонезийский вулкан Тамбора. Кубокилометры пыли и тысячи тонн серной кислоты были выброшены в стратосферу, что очень серьезно повлияло на погоду.

Все эти факты известны, поэтому у климатологов давно чешутся руки создать искусственное извержение пусть и не Тамбора, в десятки раз поменьше, но так, чтоб глобальное потепление закончилось. Конечно никто не желает взрывать вулкан. Но можно создать последствия подобных извержений.

Берем самолет, вешаем на него баки с оксидом серы, загоняем выше тропопаузы и распыляем там газ. Возникнет серная кислота, которая будет понижать температуру на несколько градусов.

Но не все так просто и очевидно как думается российским, да и американским исследователям. Проверки в специальных камерах, где были воссозданы условия нижней стратосферы, показали неоднозначные результаты. Кроме того наблюдения за контрейлами обычных гражданских самолетов (конденсационными следами), измерение размеров и концентрацию льдинок в этих беленьких самолетных следах тоже дали не совсем благоприятные данные. Но как водится у господ ученых, неприятные для нужной программы или теории данные были выкинуты, и в отчеты и публикации пошли только хорошие новости.

Итак, эксперименты в холодной герметичной барокамере. Перед экспериментом ученые были уверены в успехе. Камера приведена к нужной температуре и давлению, кроме того в камере горит ультрафиолетовая лампа, имитирующая солнечное излучение. Работают счетчики частиц. Запускается оксид серы. Проходят минуты, ничего не происходит. Начальство волнуется. Проверка работы лампы, счетчиков. Всё работает штатно, но аэрозоля нет. Химик почесал затылок и ещё бахнул газа. Опять ничего нет. Химик уже готов дунуть ещё одну порцию, но вот, счетчик наконец-то видит правое крыло спектра частиц в левой части диапазона измерения. Частицы очень мелкие, большинство из них вне зоны регистрации.

«Стоп, больше газа не добавлять!»
А настроение то улучшается. Частицы укрупняются и вскоре вылезает мода, то есть размер наиболее распространенных частиц. Мода равна 0.1 микрону. Радость, овации, рукопожатия и обнимания. Эксперимент удался.

Но пока все радуются, счетчик неумолимо фиксирует дальнейший рост размеров частичек. Уже миновали 0.2 микрона, растем к 0.5. Овации стихают. Вот миновали и 0.5 мирон, а это уже аэрозоль нагрева, а не охлаждения. При таких размерах аэрозоль перестает быть прозрачным для инфракрасного излучения, а значит, будет скорее нагревать, а не охлаждать... Мода миновала микрон и прёт дальше.

«Слушай, останавливай измерения, в отчет добавим только первые спектры, с модой 0.1»
Так и прошел эксперимент. Отчеты ушли, все рады. Только вот по факту, что показал эксперимент? Что при определенных условиях кристаллики серной кислоты очень быстро вырастают до размеров, которые уже начинают оказывать прямо противоположное действие. Они не будут охлаждать, а будут разогревать. И если бы наука занималась наукой, а не выбиванием денег, то настоящий ученый непременно бы отметил сей факт в отчете. И краеугольным камнем теоретических и экспериментальных исследований стал бы вопрос определения условий чрезмерного укрупнения аэрозоля, чтобы не допустить обратного эффекта.

А обратный эффект очень вероятен. Если вулкан вынужден свою пыль и серную кислоту протаскивать через километры воздуха, перемешивая с чистым воздухом, все это на низких по сравнению со скоростью полета самолета скоростях. То самолет будет вбрасывать газ в свою турбулентную трубу, которая остается за самолетом. Эта труба фактически вихрь, который живет достаточно долго, препятствуя интенсивному перемешиванию самолетных газов с атмосферными газами. Высокие концентрации кристалликов серной кислоты в этом вихре позволят им быстро укрупняться и вырастать до нехороших для охлаждения климата величин. И если вулкан забрасывает в стратосферу очень перемешанную среду с уже отсеянными наиболее крупными частичками (они гравитацией тянутся вниз и выпадают из вулканического облака), то самолеты будут создавать облака аэрозоля размерами 2-5, а может и более микрометров.

Но самое интересное, что такое воздействие уже идёт. Гонясь за экономической выгодой, в 70-х годах во время нефтяного кризиса, прожорливые Боинги 747 эксплуатировали на высотах тропопаузы, а иногда, в средних и высоких широтах даже выше тропопаузы. Находящаяся в топливе сера непременно будет окисляться, а богатые парами воды выбросы двигателя помогут серной кислоте вырастать до крупных размеров. Пусть вода потом и сублимирует из кристалла, но в первые секунды жизни более крупные благодаря воде кристаллы кислоты будут легче сталкиваться с соседними кристаллами, а при таких размерах столкновение однозначно приводит к прилипанию кристаллов.

Наблюдения за самолетами показали, что если они летят во влажной среде тропосферы, кристаллики контрейлов растут очень быстро и достигают размеров 30-40 микрон. Понятно, что такие тяжелые частицы довольно быстро упадут в более низкие слои тропосферы. Но сам факт благоприятных условий для роста первоначального аэрозоля говорит о возможном росте кристаллов и в условиях стратосферы. Да, в сухом воздухе вы сами можете наблюдать, видимые следы от самолетов рассеиваются буквально за одну секунду. Но все-таки они успевают создаться и укрупниться так, чтобы вы их видели одну секунду. Пусть это и идет за счет в основном паров воды, но на этих кристаллах сидят и молекулы серной кислоты. Да, в сухом воздухе вода быстро уйдёт с кристаллов, а вот серная кислота так и останется на кристаллах. Более того, в трубе самолетного следа эти кристаллы будут долго кружиться, сталкиваться и расти.

Мелкие частички более склонны к прилипанию, чем к механическому разрушению. Чтобы в этом убедиться. Попробуйте сдуть мелкую пыль с поверхности. У вас это вряд ли получится, как сильно вы бы не дули. У микронных объектов возникают силы молекулярного притяжения, и столкнувшиеся кристаллики чаще всего намертво сцепятся друг с другом. А далее этот огромный след с маленькими кристалликами серной кислоты будет путешествовать по страстофере. Долго, как вулканический аэрозоль, месяцы, годы. А так как самолеты все время возобновляют этот слой, он висит в воздухе практически постоянно, и именно в Северном полушарии, где и летает большинство самолетов. Тем более, что именно пролетая в средних и высоких широтах велик шанс оказаться выше тропопаузы особенно зимой.

Кроме того, не стоит забывать и о парах воды. Самолеты еще и воду закачивают в стратосферу. Она там перемешивается с сухим воздухом и размазывается по большим площадям, концентрация паров воды падает и вода не садится на кристаллики, пары воды долго гуляют по нижней стратосфере. А водяной пар это очень мощный парниковый газ. Он будет улавливать тепло от облаков среднего и верхнего яруса.

И если ученым дать бразды правления, дать денег на геоинженерию, например, на засеривание нижней стратосферы, то будет катастрофа. Представим, международная программа началась. Деньги выделены, самолеты куплены или арендованы, переоборудованы, на земле создана сеть измерения ослабления солнечной радиации. Уже на этом этапе дачи куплены даже для внуков. И вот, начинается долгожданная работа. Пошло засеривание. Прошел первый год, температура на планете неожиданно повысилась. Конечно же это не будут связывать с засериванием. А значит, надо срочно спасать жизнь на Земле, утроить, нет, удесятерить усилия по засериванию…
Нет, до стадии Венеры мы, слава матрице, не дойдем, но в Антарктиде вполне смогут яблони зацвести. Ну, а в более жарких регионах начнется сущий ад и катастрофа. Потом конечно же додумаются, осознают, да даже если и не осознают, то крах экономической и политической стабильности приведет к остановке засеривания, что за пару лет вернет Землю к норме.

Сохранено