środa, 19 lutego 2020

Twoja Pogoda "zaorała" statystyków, klimatologów i geologów

Twoja Pogoda to taki portal, który niejednokrotnie potrafi grzmotnąć solidną klimatyczną bzdurą. Z reguły je ignoruję lub ograniczam się do wyśmiania pod nosem, ale tym razem pojechali tak szeroko, że skusiłem się na komentarz. Tym razem w swój typowy denializm klimatyczny wplątali również statystykę i wulkanologię.

Poza samym zasięgiem chlapania głupotą, tekst jest tak naprawdę paskudnie manipulacyjny, bo większość jego stwierdzeń można by określić mianem “no niby racja, ale…”. Tym bardziej stwierdziłem, że nie zaszkodzi napisać o nim kilka słów.

Sensacyjny artykuł odwołuje się do autorytetu jakim jest statystyka. Statystyka to w zasadzie matematyka a matematyka nie kłamie. Po tym truizmie wyjeżdża ze stwierdzeniem, że zbliża się potężna erupcja, która ochłodzi klimat. W komentarzach oczywiście zalew denializmu, stwierdzenia jak to natura sama się reguluje, śmieszki z Grety i w ogóle odtrąbienie zwycięstwa nad głupimi klimatologami.

Wróćmy jednak do treści. Nieznany autor stwierdza, że w ostatnich latach aktywność wulkaniczna rośnie. A naukowcy ostrzegają, że ten trend może oznaczać, że zbliża się potężna erupcja. Jacy naukowcy? Tego z tekstu się nie dowiadujemy. Zakładam w związku z tym, że naukowcy ci rezydują w głowie autora. Bo jeśli poszukamy informacji na temat wzrostu aktywności wulkanicznej, dowiemy się, że może pozornie mieć miejsce, bo istotnie od 1800 roku rejestrowano coraz więcej aktywnych wulkanów. Wynika to jednak z eksplozji populacji ludzkiej, rozwoju nauki, narzędzi pomiarowych i ich czułości. Jeśli spojrzeć na częstotliwość erupcji o Indeksie Eksplozywności Wulkanicznej (VEI) 4 lub większym (czyli takich gdzie objętość wyrzuconego materiału to co najmniej stu milionów metrów sześciennych), to jest ona całkiem stała.

(Szalenie podoba mi się, że autorzy napisali, żeby nie używać obrazka bez kontekstu. 
By jak najlepiej spełnić ich życzenie niezwłocznie linkuję do ich tekstu)

Także aktywność nie rośnie a naukowcy nie ostrzegają. Ponadto wróćmy do tej statystyki, która nie kłamie. Tekst wspomina, że raz na kilkadziesiąt lat dochodzi do potężnej erupcji. I tak w 2011 Chilijska eksplozja Puyehue osiągnęła poziom 5 na skali VEI, a w 1991 wulkan Pinatubo eksplodował jeszcze mocniej (6 w skali VEI). No a poza tym Wezuwiusz to już w ogóle jest spóźniony.

Owszem, erupcje przypisywane do skali VEI różnią się ilością emitowanego materiału oraz częstotliwością - w dużym uproszczeniu każdy kolejny stopień to 10x więcej wyrzutu i 10x mniejsza częstotliwość. Tyle, że to wcale nie znaczy, że jakikolwiek wulkan się spóźnia, lub że kolejna eksplozja się zbliża. Tzn tak w sumie to się zbliża, ale dopóki Ziemia jest aktywna tektonicznie, zawsze się będzie zbliżać. Odnoszę wrażenie, że autorowi wydaje się, że jeśli dziewięć razy wyrzucił na monecie reszkę, to teraz szansa na to, że wyrzuci dziesiąty raz z rzędu reszkę wynosi 1:1024, więc niemal pewne jest, że teraz wypadnie mu orzełek. Tymczasem szansa na wyrzucenie reszki wynosi zawsze 1:2.

Autora poniosło również gdy pisał o erupcji Pinatubo w 1991. Stwierdził, że wyemitowany wówczas materiał przez kilka lat powodował ograniczenie o 10% światła docierającego do powierzchni ziemi, co ochłodziło globalny klimat o 0,4 stopnia. Gdy zrobimy jednak coś więcej niż prześlizgnięcie się po artykule z Wikipedii, przekonamy się, że to nie tak. Owszem początkowo zarejestrowano (lokalnie) spadek przepuszczanego światła słonecznego sięgający 10%. Jednak już w ciągu roku wartość tak spadła do około 7% a po dwóch latach było to ledwie zauważalne 2,5%. Natomiast wspomniane ochłodzenie o 0,4 stopnia tyczyło się zestawienia średnich temperatur z pierwszego półrocza 1991 i 1992. Przy czym efekt mógł być co najmniej częściowo zatarty przez zjawisko El Nino, które zwiększa średnie temperatury.

I tu dochodzimy do ostatniej manipulacji. Niby nie wypowiedziana na głos, ale patrząc po komentarzach denialistów, bardzo czytelna. Chodzi o wydźwięk, że naturalna eksplozja dużego wulkanu mogłaby “wyrównać” efekty globalnego ocieplenia i schłodzić naszą planetę. To ostatnie “no niby racja, ale…”. Racja, bo odpowiednio duża erupcja może nie tylko schłodzić klimat, ale wręcz spowodować masowe wymieranie i małą epokę lodowcową. Ale to ekstremalne zjawiska zdarzające się w odstępie setek tysięcy lat. Erupcja Tambory, choć dziesięciokrotnie silniejsza od Pinatubo, odmieniła klimat zaledwie na rok. Miało to ogromne konsekwencje, ekstrema pogodowe, nieurodzaj itd. Bo popiół i siarka wulkaniczna pozostaje w atmosferze mniej więcej do dwóch lat. CO2 które jest kluczowym czynnikiem antropogenicznego kryzysu klimatycznego, pozostaje w atmosferze około dwustu lat.

Dlatego też nie ma co liczyć, że zasiewanie atmosfery siarką, albo naturalna erupcja wulkaniczna ot tak naprawi nasz bałagan. Wisienką na torcie całości jest źródło tych wszystkich rewelacji. Tekst wieńczy następujący wers “Źródło: TwojaPogoda.pl”. Ja zostawię Was natomiast ze zwyczajową, chaotyczną garstką linków, którymi sam się podpierałem.


Źródła:
Mt. Pinatubo's cloud shades global climate
https://en.wikipedia.org/wiki/Volcanic_Explosivity_Index
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Mauna_Loa_atmospheric_transmission.png
Nauka o klimacie: "Mit: To spadek aktywności wulkanicznej powoduje ocieplenie"
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0040609009000169
https://ggweather.com/enso/oni.htm


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


niedziela, 9 lutego 2020

Wyścig na ISS, Starship i Starlink

Zaczynając ten tekst chciałem napisać, że długo już nie pisałem o SpaceX, ale okazuje się, że w listopadzie była notka, w grudniu był post na fejsie a w styczniu ekscytacja słynnym “in-flight abort test”. Firma Muska działa na takich obrotach, że trudno nadążyć, (szczególnie mając własne życie i zapychając po 10 godzin dziennie :P ). Dlatego najwyższa pora na krótkie podsumowanie tego co ostatnio się odmuskowało.


Starliner vs Dragon

Załogowy Dragon nie miał łatwo. Wpierw doszło do eksplozja w czasie testu. Odrobina tetratleneku diazotu (N2O4) przeciekła nie tam gdzie trzeba i zachowała się nie tak jak trzeba. Brzmi zabawnie ale to prawda. Śledztwo wykazało że tytan i N2O4, stosowane przez dekady w przemyśle kosmicznym na całym świecie nigdy się tak nie zachowały.

Równolegle NASA miała sporo zarzutów do spadochronów, co dodatkowo źle rokowało dla Dragona i terminu lotu załogowego. Jednocześnie wypasiony na rządowej kasie i faworyzowany Boeing wydawał się mieć w kieszeni, że to kapsuła Starliner jako pierwsza zaniesie ludzi na ISS. Jednak 20 grudnia wszystko się zmieniło. Choć Boeing robił dobrą minę, testowy lot po prostu się nie udał. Nie doszło do kraksy, ale nie doszło do dokowania z ISS. Kapsuła musiała przedwcześnie wylądować. Warto powiedzieć, że gdyby na pokładzie byli astronauci, nic by im się nie stało, być może nawet mogliby “uratować” misję. Pierwsze analizy wykazały, że pozornie trywialny problem z zegarem pokładowym sprawił, że kapsuła zwariowała i zużyła znaczną część paliwa na niepotrzebne manewry. Jak się niedawno okazało, dalsze śledztwo wykazało więcej problemów. Okazało się, że pojazd miał też szereg problemów z silniczkami manewrowymi. Również mechanizm oddzielania kapsuły od modułu serwisowego ma problemy. Każdy z tych problemów to wielka czerwona flaga. Boeing nie tylko musi naprawić te problemy, ale też zbadać w jaki sposób te wady przetrwały aż do tak zaawansowanego testu.

Jakby wszystkiego było mało internet na początku lutego świat obiegła informacja, że lot załogowego Dragona ma zostać przyspieszony o trzy miesiące. Nie kojarzę ani jednej sytuacji, gdzie w kosmicznym biznesie coś było przyspieszone. Kojarzę tylko niezliczone opóźnienia. Tymczasem może się okazać, że SpaceX wyśle ludzi w kosmos już w maju tego roku. Nawet jeśli coś pójdzie nie tak i wrócimy do pierwotnych planów, to wciąż będzie oznaczało, że w 2020 roku prywatna firma wejdzie w biznes wożenia ludzi na orbitę.


Starship

W ostatnich tygodniach zbiorniki ze stali nierdzewnej przeszły szereg testów i wygląda na to, że SpaceX czuje się coraz pewniej pracując z tym materiałem. Obecnie placówka w Boca Chica przechodzi na czterozmianową, całodobową pracę i pojawiły się już pierwsze fotki pierścieni suborbitalnego Starshipa. Są śliczne i mają pojedynczy spaw. Fanom udało sie podejrzeć specyfikację szpul stali, z których wynika, że pierścienie mają grubość niecałych 4 milimetrów i ważą około 1600kg. Przy wysokości 180cm, samo poszycie pięćdziesięciometrowego Starshipa będzie ważyć jakieś czterdzieści pięć ton. Na ten moment przewidywany ciężar suchej masy rakiety to sto dwadzieścia ton, więc brzmi to jak niezłe przewidywanie (siedemdziesiąt ton na zbiorniki, wewnętrzną strukturę, silniki, awionikę itd.

Najlepsza część - wiadomo, że SpaceX stara się o zgodę na suborbitalne loty między marcem a wrześniem 2020!


Starlink

SpaceX planuje rekordową liczbę czterdziestu lotów w 2020. Ponad połowa, bo dwadzieścia cztery, będą lotami Starlinka, więc jeśli dalej będzie przypadać po 60 satelit na start, to do końca roku na orbicie znajdzie się ponad półtora tysiąca satelit. Jako że już jest ich tam prawie ćwierć tysiąca po czterech lotach, Starlink już jest największą satelitarną siecią telekomunikacyjną choć nie mają jeszcze jednego klienta. Ale to też ma ulec zmianie w tym roku. Przed nastaniem 2021 kosmiczny internet ma być dostępny na terenie Ameryki Północnej a w 2021 globalnie.

Podobno do 2030 chcą zarobić na nim 50 miliardów dolarów. Ma to być skarbonka z której Elon ma sfinansować swoje marzenia o Marsie. Będzie potrzebna jeśli Starshipy mają być produkowane niemal taśmowo. Starlink zasługuje na osobną notkę, bo jest fascynujący pod wieloma względami. Ale postaram się przedstawić tu wersję skrótową. Orbita Starlinków jest około 65 razy niższa niż w przypadku orbit geostacjonarnych, co daje mniej więcej stukrotnie mniejsze opóźnienie w przypadku drogi w tę i z powrotem. Obecnie w sektorze finansowym firmy są gotowe wiercić przez granitowe góry byle tylko światłowody mogły iść krótszą trasą. Jeśli więc zastanawiacie się, czy internetem Muska będą zainteresowani tylko ludzie na bezludziu, to zapewniam że nie. Aspekt który chciałbym kiedyś rozwinąć to komunikacja między satelitami (laserowa) i ze stacjami naziemnymi (radiowa). Naziemny terminal Starlinka będzie wyglądać jak ufo wielkości pudełka pizzy i do śledzenia szybko przesuwających się satelit będzie korzystał z tak zwanego szyku fazowanego. Geniusz tego ponad stuletniego rozwiązania polega na tym, by zamiast siłowników czy jakiegoś skomplikowanego systemu ustawiania anteny wykorzystać matematykę. Macierz anten wysyła sygnały o odpowiednio dobranych przesunięciach dzięki czemu moc sygnału zostaje wzmocniona tylko w danym kierunku. W ten sposób jedynie manipulując opóźnieniem sygnału w poszczególnych antenach można strzelać wiązką w wybrany, wąski obszar nieba. Jak to dobrze, że mamy animowane gify, bo nie sądzę, by ktokolwiek był w stanie zrozumieć powyższe.

Podsumowując SpaceX w 2020 może wysłać pierwszych astronautów w kosmos, uruchomić pierwszą konstelację telekomunikacyjną zupełnie nowej generacji i wykonać pierwsze loty Starshipem.


Źródła:
https://www.youtube.com/watch?v=HI_8cZwP5XA
https://www.youtube.com/watch?v=kutA8xD71Dw
https://weglowy.blogspot.com/search/label/SpaceX
https://www.spacex.com/news/2019/07/15/update-flight-abort-static-fire-anomaly-investigation


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


niedziela, 2 lutego 2020

Międzynarodowa Stacja Kosmiczna LEGO (21321)

Jak się okazało chętnie czytaliście moje wynurzenia na temat Księżycowego lądownika LEGO, więc stwierdziłem, że i z okazji premiery nowego kosmiczno-realistycznego zestawu napiszę kilka słów. Apollo upamiętniał 50-lecie lądowania człowieka na Księżycu. W 2019 roku LEGO postanowiło uczcić dziesięciolecie projektu Ideas. W ramach LEGO Ideas internauci głosują na fanowskie konstrukcje, które mogą stać się oficjalnymi zestawami. W ramach jubileuszu firma zorganizowała głosowanie na kilka propozycji, które choć otrzymały wymagany próg 10 000 głosów nie trafiły jednak do sprzedaży (dzieje się tak z wielu powodów). Wśród nich znalazł się projekt Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, który w 2017 roku uzyskał próg, ale nie doczekał się produkcji. W specjalnym głosowaniu minionego lata uzyskał ponad 22 000 głosów dzięki którym 1 lutego 2020 trafił na sklepowe półki.


Budowa

Jak przystało na poważnego, dorosłego faceta, wstałem rankiem tej szarej soboty i ruszyłem w drogę. Ścigając się z jakimiś dziesięciolatkami dopadłem do półki, do której te małe łajzy ledwo sięgały i chwilę później byłem już w klubie posiadaczy ISS.

Zestaw liczy sobie 864 elementy. Zgodnie ze zwyczajem, jako część serii Ideas, nie zawiera żadnych naklejek, podobnie jak w przypadku Saturna V. To zbawienne, bo klockowa ISS zawiera całkiem sporo nadruków, które jako naklejki pewnie przyprawiły mnie o zawał. Dwie godziny powinny starczyć by przejść przez 145 satysfakcjonujących kroków.

Jest tu kilka ciekawych pomysłów, ale nic na miarę szalenie ciekawych technik Saturna V czy Apollo. Jest natomiast trochę zwodniczo podobnych etapów, przez co zdarzyło mi się raz przeoczyć kilka elementów, przez co głowiłem się nad prześwitem na czerwonej ośce na której spoczywa rufowa część stacji, m.in. moduły Zaria i Zwiezda. Nie nazwałbym jednak konstrukcji ani trudną ani nudną.

Ostatecznie model jest zaskakująco duży jak na taką ilość elementów. Można też poszaleć z jego układem. Od przewidzianego przez twórców układania paneli słonecznych, po samodzielne przestawianie modułów. Sam jeszcze tego nie robiłem ale np. Kayla LaFrance, kontroler lotów ISS, jeszcze przed premierą mówiła, że ona i jej koledzy z NASA już się szykują do odtwarzania różnych konfiguracji Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, gdyż ta ulegała zmianom na przestrzeni lat.

Klockowa ISS jest dość delikatna. Podstawka i kręgosłup stacji trzymają się świetnie, ale już mniejsze elementy odpadają dość łatwo. To zdecydowanie model nastawiony na to by wyglądać ładnie na półce, podczas gdy Apollo i Saturn V to wytrzymałe bestie, które można podnosić, rozdzielać itd.


Walory edukacyjne

Człowiek szybko przyzwyczaja się do dobrego. Apollo zachwycił mnie małymi przypisami, które tłumaczyły co w danym momencie konstruujemy i do czego służyło. Zupełnie nie rozumiem, czemu czegoś podobnego nie zrobiono w przypadku tego zestawu. Dlaczego zabrakło choćby krótkich informacji jak nazywa się budowany w danym momencie moduł? Minimalnym wysiłkiem można by szalenie wzbogacić walory zestawu.

Boli mnie to tym bardziej, że jak widzicie na fotkach, sporo części oddano wybitnie za pomocą klocków. Nawet takie detale jak kopuła widokowa przy module Tranquility, czy dmuchany moduł Bigelow Airspace, które widzicie obok. To przez te okienka wykonano wiele zatykających dech w piersi zdjęć naszej planety. Nawiasem mówiąc z domyślnym układem stacji rzeczywiście jest coś nie do końca bo tą słynną kopułę zasłaniają panele innego modułu. Zresztą fotka kanadyjskiego Canadarm2 trochę wyżej wykonana jest również przez okna kopuły.


Końcowe myśli

Myślę, że to śliczny model. Nie ukrywam, że z trio (Saturn V, Lądownik, ISS) wypada najsłabiej. Szkoda, że nie opisuje lepiej stacji. Większość łatwo rozpozna panele słoneczne, ale pewnie mało kto wie, że białe powierzchnie mają odprowadzać ciepło. Byłoby świetnie, jakby posiadacz mógł łatwo wskazać gdzie śpią astronauci. Mimo tych niedoskonałości to dobry zakup. Podstawkę zdobi m.in. kapitalny modelik promu kosmicznego (choć jest on zupełnie nie w skali, tzn powinien być jakieś 60% większy) i nieokreślona kapsuła (może to być równie dobrze Orion jak i Dragon). A skoro już o skali mowa, to postanowiłem samodzielnie przygotować uproszczony model konstruowanego właśnie przez SpaceX, ogromniastego Starshipa. Będzie on mierzyć około 50 metrów i jest jedynie górną częścią rewolucyjnej rakiety wielokrotnego użytku, skonstruowanej z nierdzewnej stali.

Budowa ISS wymagała ok 40 lotów kosmicznych. Gdyby 15 krajów członkowskich dysponowało Starshipem, to teoretycznie wystarczyłoby pięć startów.


czwartek, 23 stycznia 2020

Microsoft chce uratować świat

Tytuł tej notki wcale nie jest na wyrost. Jeśli Microsoft osiągnie choć częściowo swoje ambitne cele, to może być wzorem dla innych korporacji i przetrzeć szlak dla technologii, która jest po prostu konieczna, jeśli mamy uniknąć najgorszej katastrofy. Jeśli jakimś cudem nie widzieliście nagłówków, to wyjaśniam - Microsoft postanowił, że do 2030 roku będzie węglowo neutralny a do 2050 roku usunie z atmosfery w całości swoje historyczne emisje.

Planeta została podgrzana o jeden stopień i efekty tego coraz mocniej przedostają się do zbiorowej świadomości. Mamy już walki o wodę, bezprecedensowe wymieranie gatunków, kłopoty rolnictwa, coraz silniejsze ekstrema pogodowe… pisałem o tym już wielokrotnie. Jest wiele rzeczy, które powinniśmy robić jako ludzkość. Wiele z tych działań tyczy się ograniczenia emisji CO2. Jednak konsensus naukowy jest dość jasny. O ile odejście od emisji CO2 mogło wystarczyć gdy naukowcy bili na alarm w latach dziewięćdziesiątych, to jeśli teraz chcemy uniknąć prawdziwie dramatycznej katastrofy klimatycznej, musimy też dołożyć starań by usunąć nadmiar CO2 z atmosfery. Przekroczyliśmy pewne punkty krytyczne i ruszyły liczne mechanizmy sprzężeń zwrotnych, które mogą napędzać ocieplenie już bez pomocy człowieka. Tymczasem my zamiast mu przeciwdziałać, zamiast naciskać na hamulec, wciąż zwiększamy emisje.

Dlatego deklaracja Microsoftu jest tak ważna. Bo ma ambicje sięgające poza emisyjną neutralność. Ich plan usuwania CO2 jest ważny, bo technologie potrzebne do tego celu są kompletnie w powijakach. Nawet jeśli ich roczne emisje to 0,0003 światowych emisji, to jeśli miliard dolarów, który planują wpompować w technologię przechwytywania CO2, to ta technologia, a zatem Microsoft może uratować nasz świat.

Prezes Microsoftu mówi wprost - konieczne będzie agresywne podejście, nowe technologie, które nie istnieją i innowacyjna polityka firmy. Określa cel pięknym słowem “audacious”. Oznacza ono więcej niż “ambitny”. Sugeruje zuchwałość, ale w pozytywnym, śmiałym sensie. Ten cel jednocześnie jest absolutnie fundamentalny dla każdego człowieka na świecie i każdego pokolenia, które ma nastąpić.

Cel Microsoftu obejmuje neutralność w 2030 a do 2050 usunięcie całego śladu węglowego - zarówno bezpośrednich emisji jak i tych spowodowanych zużyciem energii elektrycznej od momentu założenia firmy w 1975 roku. I powiem Wam, że nie interesuje mnie wszystko co powiecie o tych korpobogaczach ich monopolistycznych praktykach czy paskudnych chwytach. Jeśli zrealizują ten cel, są u mnie na plusie.

Brad Smith wspomina również oczywiste - nie wystarczy jedynie ambitny cel, potrzebny jest jeszcze dokładny plan. W jego ramach MS rozbuduje swój program “internal carbon fee”, który istnieje od 2012 roku (w jego ramach działy firmy przekazują proporcjonalne sumy na “sustainability improvements”, więc dla lepszych wyników finansowych starają się ograniczać swój odcisk węglowy). Poza tym przekaże miliard dolarów na rozwój technologii ograniczenia i przechwytywania i usuwania emisji. Przyznam, że to nie jest zawrotna kwota. To mniej niż 1% przychodu firmy. Nie wiem ile wynosi ich sumaryczny internal carbon fee, ale to osobne źródło pieniędzy na zbliżone cele.

Jednak Microsoft ma zamiar rozliczać się z postępów. Już od kilku lat publikuje “Environmental Data Factsheet”, a od 2020 ma publikować “Environmental Sustainability Report”. Ponadto firma chce być orędownikiem ograniczania emisji i usuwania CO2.

Już słyszę te głosy o “PRowym bullszicie”. Jednak wbrew pozorom, można zakładać, że szefostwo Microsoftu jest racjonalne i kieruje się przesłankami naukowymi. A te jasno mówią gdzie jesteśmy i jaki jest kurs naszej cywilizacji. Zakładam też, że ludzie w zarządzie MS mają dzieci i lubią życie. Mogą też mieć świadomość, że współczesny pracownik poza pieniędzmi ceni wartości i misję swojej firmy. Na pewnym poziomie wynagrodzenia to ostatnie zaczyna być naprawdę istotne. Także najzwyklejsza chęć zysku i umocnienia korporacji może motywować Microsoft do tego, by nie skończyło się na “PRowym gadaniu”.

W tym miejscu pozwolę sobie na parafrazę słów Neila Tysona z jego zeznania przed Kongresem USA. Choć tyczył się fundowania NASA, zaskakująco dobrze wpasowuje się w ambitny cel Microsoftu.

Śmiałe wizje mają moc by przekształcać umysły, by zmieniać założenia o tym co jest możliwe. Kiedy społeczeństwo pozwoli sobie na ambitne marzenia, te marzenia opanowują ambicje jednostek. W erze Apollo nie potrzeba było rządowych programów, które miałyby przekonywać ludzi, że bycie naukowcem lub inżynierem było dobre dla społeczeństwa. To było oczywiste.

Fundowanie misji oczyszczenia atmosfery z dwutlenku węgla ożywiłoby zdolność ludzi do innowacji jak żadna inna siła. Brak ambicji pożera nas, gdy przestajemy mieć marzenia. Robienie czegoś, czego nigdy wcześniej nie dokonano stanowi intelektualną pokusę. Zew tej przygody odbiłby się echem w społeczeństwie i w edukacji.

Plan Microsoftu zakłada, że do 2025 cała energia konsumowana przez centra danych, budynki i kampusy firmy będzie pochodzić ze źródeł odnawialnych. A jako, że pierwszy punkt ich zasad mówi o kierowaniu się nauką, mam cholerną nadzieję, że wśród tych źródeł będzie energia jądrowa. Do 2030 cała flota pojazdów na kampusach ma być elektryczna. Już w tym roku ich internal carbon fee będzie obejmować również bardziej pośrednie emisje.

Microsoft w najbliższych latach planuje mieć cały wachlarz technologii negatywnych emisji. Od zalesiania i sekwestracji w glebie, po technologie bezpośredniego wychwytywania CO2 z atmosfery. Technologie mają być skalowalne, przystępne cenowo i dostępne komercyjnie.

Warto docenić, że Brad Smith sam stwierdził, że ten 1 miliard (do zainwestowania na przestrzeni czterech lat) to ułamek potrzebnych inwestycji, ale liczy, że to rozpocznie trend wśród rządów i firm. I myślę, że może mieć rację. Argumenty wymieniłem wcześniej.


Źródła:
https://blogs.microsoft.com/blog/2020/01/16/microsoft-will-be-carbon-negative-by-2030/
https://download.microsoft.com/documents/en-us/csr/environment/microsoft_carbon_fee_guide.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=wj0UrF2T130
https://space.nss.org/neil-degrasse-tyson-senate-testimony/


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.



poniedziałek, 13 stycznia 2020

Kwantowy kocyk - czemu gaz jest cieplarniany

Co sprawia, że dany gaz jest określany mianem gazu cieplarnianego? Można by też zapytać, dlaczego kocyk grzeje? W tym tekście spróbuję możliwie krótko (hyhy) i prosto (serio, serio) wyjaśnić, dlaczego dwutlenek węgla i nie tylko zaliczamy do gazów cieplarnianych. W tym celu przejdziemy przez kilka uproszczeń, otrzemy się o fizykę kwantową, żeby dojść do sedna. Przy okazji odkurzymy trochę szkolnej wiedzy.


Kocyk nie grzeje

Podstawowa sprawa. Kocyki nie grzeją. To pierwsze uproszczenie. Koc, kołdra, ubranie “grzeją” bo powstrzymują ucieczkę ciepła, które emitują nasze ciała. To samo tyczy się niektórych gazów. Chodzi głównie o absorbowanie i ponowną emisję promieniowania podczerwonego.

Niektóre gazy są przezroczyste dla podczerwieni. Przepuszczają podczerwone fotony, które dzięki temu mogą na przykład odbić się od powierzchni planety i znów bez przeszkód pomknąć w pustkę kosmosu. Inne jednak przechwytują je i emitują ponownie w losowym kierunku. Czasem może to oznaczać, że foton wysłany przez Słońce trafi w cząsteczkę dwutlenku węgla, która na chwilę ją pochłonie i wyśle znów kosmos. Równie dobrze może jednak wyemitować ją z powrotem w kierunku powierzchni lub innej cząsteczki tego samego lub innego gazu cieplarnianego. Również fotony które emituje nasza powierzchnia mają większą szansę na to, by dłużej zostać w pobliżu, jeśli w atmosferze, jest dwutlenek węgla i inne gazy cieplarniane.

Można powiedzieć, że foton to porcja energii w postaci światła o określonej długości (częstotliwości) fali. Gazy cieplarniane sprawiają, że ta energia utrzymuje się na Ziemi. Dlatego analogia do koca lub szklarni (stąd greenhouse gas/effect) jest tak trafna. W takim razie trzeba się teraz zastanowić dlaczego niektóre gazy absorbują podczerwone cieplutkie fotony a inne nie. To moment na odkurzenie starych wiadomości ze szkoły.


Proste atomy

Sięgniemy po model atomu opracowany przez Nielsa Bohra w 1913 roku. Według niego atomy tworzą coś podobnego do małego układu planetarnego. Wokół ciężkiego jądra krążą elektrony, które wyobrażamy sobie jako małe, lekkie kuleczki. Kluczowe jest to, że reguły fizyki kwantowej sprawiają, że elektrony mogą poruszać się tylko ściśle określonych orbitach.

Orbity te są związane z poziomem energetycznym. Niższa orbita - mniejsza energia, wyższa orbita - większa energia. Wspomniałem, że fotony to porcje energii. Jeśli w atom trafi foton o dokładnie takiej energii (długości fali), jaka jest potrzebna, żeby elektron wskoczył na którąś z wyższych orbit, to może go zaabsorbować. Jeśli energia nie jest dopasowana foton po prostu poleci sobie dalej.

Kolejny kluczowy fakt jest taki, że wszystkie układy w przyrodzie dążą do minimum energii. Tyczy się to również elektronów. Więc jeśli tylko elektron nie jest już na najniższej orbicie, albo niższe orbity nie są już zajęte przez inne elektrony, to naturalnym będzie to, że wyemituje on foton o częstotliwości odpowiadającej różnicy energii między orbitami i hyc, wróci na niższą orbitę. To właśnie próbowałem przedstawić na ilustracji obok.

W rzeczywistości elektrony nie są kuleczkami na orbicie wokół atomów, są raczej rozproszonymi chmurami prawdopodobieństw, czasem o naprawdę ciekawych kształtach (które wynikają z równań), możecie na nie zerknąć tutaj. Zasada jednak pozostaje z grubsza jednakowa - elektrony mogą pochłonąć tylko ściśle określone porcje energii.

Ciekawiej jednak robi się gdy przejdziemy do cząsteczek…


Skomplikowane cząsteczki

Odkurzyliśmy fizykę, teraz pora na chemię. Czasami dwa lub więcej atomów uwspólniają sobie elektrony, szczególnie gdy taki układ jest bardziej korzystny energetycznie. W ten sposób powstają wiązania chemiczne i cząsteczki.

Wyobrażamy sobie je z reguły jak posklejane kuleczki lub kuleczki połączone sztywnymi “nóżkami”. Tymczasem powinniśmy sobie je wyobrażać bardziej jak kuleczki połączone sprężynkami. Podobnie jak elektrony, choć mają określone stany energetyczne, są bliższe rozmytym chmurom, tak wiązania atomów choć układają je w konkretny kształt, mogą wibrować, zginać się, rozciągać i skręcać.

W większości przypadków promieniowanie podczerwone jest zbyt słabe by wzbudzić elektrony (wznieść je na wyższe orbitale). Jednak ma ono wystarczającą energię by wywołać te prześmieszne taneczne ruchy, które widzicie na animacji obok. Nie tyczy się to symetrycznych cząsteczek typu tlenu O2 czy azotu N2. Ale już H2O, czy CO2 mają taką budowę, że wpadają w takie oscylacje i rotacje jeśli dostaną energię z promieniowania podczerwonego.


Wszystko razem (i jeszcze trochę)

W efekcie, jako że różne drgania i rotacje mogą się na siebie nakładać cząsteczki gazów cieplarnianych mogą pochłaniać bardzo szerokie spektrum promieniowania. Dwutlenek węgla ma wręcz tysiące długości fal, które jest w stanie absorbować i emitować.

A to wciąż nie jest pełen obraz. Powoływałem się na fizykę kwantową mówiłem, że pochłaniane są tylko bardzo ściśle określone porcje energii. W rzeczywistości jednak jest coś takiego jak zasada nieoznaczoności Heisenberga, która sprawia, że te wartości są lekko rozmyte. Kiedyś chętnie napiszę cały osobny tekst dlaczego zasada Heisenberga “ratuje” nasz świat.

Do tego dochodzi efekt Dopplera. Jeśli energia fotonu byłaby zbyt niska dla nieruchomej cząsteczki, ale idą one na zderzenie czołowe, to dojdzie do absorpcji, bo z perspektywy cząsteczki foton ma większą energię (częstotliwość). Jeśli byłaby zbyt wysoka, ale foton dogania “uciekającą” cząstkę” to pozornie energia fotonu jest niższa i więc również może dojść do absorpcji.

I właśnie dlatego gazy takie jak para wodna, dwutlenek węgla czy metan są gazami cieplarnianymi. Ich bardziej złożona struktura sprawia, że mogą absorbować energię promieniowania podczerwonego. A co za tym idzie, utrudniają ucieczkę ciepła z naszej planety.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródła:
- Edukacja podstawowa i średnia
- Obrazek efektu cieplarnianego Wikimedia commons
- Rysunek w Visio mój. Jak widać nie umiałem narysować falującej linii, w przypadku fotonów.
- Przecudna animacja tańczących molekuł pochodzi stąd



wtorek, 31 grudnia 2019

Dekada greenwashingu

Koniec tego roku utwierdza mnie w przekonaniu, że nadchodzi dekada greenwashingu. Wygląda na to, że dla wielu biznesów to ostatnia dekada by się nachapać. Wciskanie ludziom, że kupując dany produkt są bardziej eko (z reguły to bullshit). Że ta firma jest zero-waste (nic nie jest zero-waste). Że uprawy organiczne są lepsze dla środowiska (nie są). Że uprawy organiczne są lepsze dla konsumenta (nie są). Że GMO jest szkodliwe (nie jest). Że wiatraki i ogniwa słoneczne są dobre dla środowiska (nie są)...

Wyzwalaczem dla notki jest niemiecka inicjatywa zamykania sprawnych elektrowni jądrowych. Niskoemisyjnych, bezpiecznych o stałej produkcji i znikomej szkodliwości dla środowiska. W teorii mają zostać zastąpione wiatrem i PV (energią słoneczną). Pomijając na chwilę wady tych źródeł, już teraz widać, że w rzeczywistości tę lukę wypełnia spalanie paliw kopalnych. Badanie które widzicie obok mówi, że społeczne koszty tej koszmarnej zmiany to około $12 miliardów rocznie. W tym 70% to koszty związane z chorobami i śmiertelnością na skutek zanieczyszczeń powietrza. Żaden, najczarniejszy i najbardziej nierealny scenariusz awarii/wypadku w elektrowni jądrowej nie zbliża się do tego wyniku.

Niestety ostatnio obserwujemy niesamowicie wzmożenie zwyczajowej agresji wobec energetyki jądrowej. Polityka i biznesy uparcie ignorują, opinie specjalistów o bezpieczeństwie i stabilności tego rozwiązania. Coraz więcej ekspertów bije na alarm, coraz liczniej wskazują energię jądrową jako niezbędnik w realnej walce z katastrofą klimatyczną.

W 2014 Pew Research Center przeprowadził interesującą ankietę, która pokazuje przepaść jaka dzieli społeczeństwo i świat nauki w kilku kwestiach. Link znajdziecie na dole, ale od razu zaznaczam dwie kwestie. Społeczeństwo to w tym przypadku amerykanie. Świat nauki to w tym przypadku ludzie związani z American Association for the Advancement of Science (AAAS), czyli np w kwestii GMO nie byli to eksperci od żywności, w kwestii atomu nie byli to spece energii jądrowej itd. Gdyby ograniczyć ankietowanych po stronie AAAS do speców od poszczególnych dziedzin rozstrzał byłby zapewne jeszcze większy.

Mimo to i tak widać ogromne przepaści, które dla dobra wszystkich powinny się zmniejszać. Największy rozstrzał tyczy się bezpieczeństwa żywności genetycznie modyfikowanej. A jak wspominałem ostatnio tu Europa jest jeszcze bardziej zacofana niż USA. Nie wiem czy podobnie wypadłaby kwestia, którą poruszam dziś, czyli podejścia do energii jądrowej.

OZE, mogą uzupełniać energię jądrową, ale jest ona bezkonkurencyjnie lepsza. To sprawdzone, wieloletnie rozwiązania, które cechuje niska emisyjność, bezpieczeństwo, stała produkcja energii bez konieczności przebudowy całej sieci i konstrukcji nierealnych magazynów energii. Produkcja paneli słonecznych to proces bardzo toksyczny a ich czas życia jest ograniczony. Typowo można mówić o dwóch dekadach choć od początku ich wydajność spada około procenta rocznie. Utylizacja jest problematyczna, ilość odpadów nieporównywalna z energią jądrową i zużytym paliwem, którego jest mało, które potrafimy magazynować i którego większość można użyć w reaktorach powielających. Coraz częściej mówi się o wycince lasów i terenów zielonych pod ogromne powierzchnie elektrowni słonecznych. Co więcej energia PV zabiła (zabija) dziesięciokrotnie więcej ludzi niż energia nuklearna (która pozostaje najbezpieczniejszym źródłem energii). Za większość zgonów odpowiadają wypadki przy montażu i konserwacji.

Wiatraki nie są tak szkodliwe. Ich czas życia jest dłuższy, śmiertelność (również wynikająca głównie z konstrukcji i konserwacji) mniejsza niż w przypadku ogniw słonecznych, acz wciąż kilkukrotnie większa niż w przypadku EJ. Tak jak ze słońcem, mamy tu do czynienia z mocno niestałą produkcją energii. W kwestii ekologicznej wiatraki niestety mają też na sumieniu miliony ptaków. Ten argument jest trochę na wyrost, bo budynki i linie elektryczne mają większe żniwo (pytanie czy to jest argument). Jednocześnie w przypadku wiatraków są to z reguły gatunki, których za przeproszeniem, jest nam bardziej żal niż gołębi zderzających się z budynkami i samochodami.

Wciąż żywe jednak są mity o problemach EJ. Że groźna, że droga, że odpady są kłopotliwe. Trudno tego słuchać, mając świadomość, że te problemy już dawno rozwiązano, gdy widzimy jak jednocześnie ignoruje się realne problemy pozostałych źródeł energii. Dlatego tak bolesne jest oglądanie jak nasz sąsiad zamyka funkcjonujące reaktory.

Powtórzmy to. Trwa katastrofa klimatyczna, eksperci biją na alarm, na całym świecie trwają protesty obywatelskie, a Niemcy z premedytacją prowadzą do bezsensownego kroku wstecz, który zwiększy emisje. Jakby tego było mało, ostatnio duże siły w Unii Europejskiej próbują usunąć energię jądrową z puli źródeł niskoemisyjnych. Jednocześnie politycy udają, że zastępowanie węgla i ropy gazem to jakiś skok jakościowy, tak jakby gaz nie emitował CO2.

Najbardziej wstrząsająca informacja jaką poznałem w 2019 roku pochodzi tak naprawdę z 2018. Jak się okazuje, gdyby Kalifornia oraz Niemcy postawili na atom, ich sektory energetyczne byłyby już całkowicie zdekarbonizowane. Już w 2018, czyli na 32 lata przed celem dekarbonizacyjnym naszego zachodniego sąsiada, który nie wiadomo czy zostanie osiągnięty.

To wstrząsające, smutne, ale jednocześnie myślę, że może dać nam nadzieję na nadchodzące lata. Bo $680 miliardów, które wydały Niemcy i Kalifornia w ciągu ostatnich lat, to tylko troszkę mniej niż roczny budżet militarny USA. Jeśli to wystarczyłoby na transformację największej gospodarki USA i UE, to znaczy, że mamy gotowe rozwiązanie największego wyzwania jakie stanęło przed ludzkością. Kiedy minie okres greenwashingu i nie będzie się już dało udawać, że nie trwa katastrofa, kiedy dekarbonizacja będzie priorytetem okaże się, że wcale nie jest ona tak droga. Szczególnie jeśli alternatywą będzie upadek cywilizacji.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródła i powiązane:
Major Gaps Between the Public, Scientists on Key Issues
Costs of Germany's nuclear phase-out - badanie o skutkach wycofania EJ w niemczech
Strupczewski: Rozwiązano techniczne problemy składowania paliwa jądrowego
Skład paliwa jądrowego
Energia jądrowa ratuje planetę
Co pozornie i realnie zmniejsza emisje CO2
Śmiertelność źródeł na jednostkę produkowanej energii
With Nuclear Instead of Renewables, California & Germany Would Already Have 100% Clean Electricity


wtorek, 10 grudnia 2019

Dlaczego nie ma zielonych gwiazd?

Tak naprawdę, to są. Ale po kolei… Na fanpage wyraziliście zainteresowanie notką na temat, czemu gwiazdy dzielimy w największym uproszczeniu na czerwone, żółte i niebieskie (a czasem wręcz tylko na niebieskie i czerwone), a nie mówi się nigdy o zielonych. Wynika to trochę z fizyki a trochę z tego jak nasze oczy postrzegają światło i kolory.

Gwiazdy świecą. Są gorące i emitują energię w postaci fal elektromagnetycznych. Światło widzialne to tylko mały wycinek tych fal. Fale krótsze to ultrafiolet, promieniowanie rentgenowskie i gamma, fale dłuższe to podczerwień, mikrofale i fale radiowe. Te krótsze niosą więcej energii (“falują” szybciej), te długie mają je mniej.



Wykres powyżej prezentuje rozkład promieniowania obiektów o różnej temperaturze - te gorętsze emitują więcej energii i maksimum tych emisji przypada na krótsze, bardziej energetyczne fale. Chłodniejsze wypromieniowują mniej energii, w ich emisji dominują dłuższe fale.

Teraz kilka słów o tym jak postrzegamy kolory. Nasze oczy widzą światło od 380 do 740 nanometrów (miliardowych metra). To ten wąski pasek w całym spektrum. Światłoczułe komórki siatkówki oka, tak zwane czopki występują w trzech rodzajach reagujących najmocniej na światło niebieskie, zielone i czerwone. Nasze mózgi rozróżniają barwy zależnie od tego jak mocno stymulowane są poszczególne rodzaje czopków. Spójrzmy na wyolbrzymiony wycinek wykresu.

Tak się składa, że gwiazdy błękitne, których temperatura fotosfery wynosi typowo 10 000 °C emitują najwięcej promieniowania w ultrafiolecie, mniej w barwie niebieskiej, jeszcze mniej w zielonej i najmniej w czerwonej. Gwiazdy czerwone, o temperaturze około 3000 °C emitują najwięcej światła w podczerwieni, trochę mniej w czerwieni, mniej w zieleni, najmniej w ultrafiolecie.

A Słońce? Nasza gwiazda ma temperaturę około 5,500 °C i jego maksimum promieniowania przypada na barwę… zieloną. Wykres jest jednak dość płaski, więc wszystkie barwy zlewają się w barwę białą, lub żółtą. Zwróćcie uwagę, że czopki “zielone” i “czerwone” są bliżej siebie pod względem czułości niż czopki niebieskie.

Postrzeganie kolorów jest bardzo subiektywne. Jeśli spojrzeć wprost na Słońce (czego nie polecam) będzie ono białe, nawet jeśli minimalną przewagę mają fotony zielone. W przypadku gwiazd bardziej skrajnych, różnice są wyraźniejsze, dlatego wydają się zdecydowanie czerwone lub niebieskie. Czy zatem można mówić, że nie ma zielonych gwiazd? Czy powinniśmy mówić, że Słońce nie jest żółte a zielone? Nie wydaje mi się, żeby była to konstruktywna dyskusja, więc chętnie ją pozostawię na piwne spotkania.


Podoba Ci się to co robię? Wpłyń na rozwój strony i zostań patronem Węglowego.


Źródła:
http://www2.astronomy.com/magazine/ask-astro/2007/04/why-are-there-no-green-stars
http://physics.highpoint.edu/~jregester/potl/Waves/Light/WiensLaw.htm
https://en.wikipedia.org/wiki/Cone_cell
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/colcon.html