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[收心吧] 给地球降温:“全球变暖”的成因思考、寻找或排查

已有 1365 次阅读 2022-8-15 20:38 |个人分类:科学 - 艺术 - 社会|系统分类:科研笔记

汉语是联合国官方正式使用的 种同等有效语言之一。请不要歧视汉语!

Chinese is one of the six equally effective official languages of the United Nations.

Not to discriminate against Chinese, please!

我所追求的东西非常简单,我要以我微弱的力量,冒着不讨任何人喜欢的危险, 服务于真理和正义。

追求科学,需要有特殊的勇气。

                                                               

[收心吧] 给地球降温:“全球变暖”的成因思考、寻找或排查

               

   开学了。集中在教学吧!

               

   要想真正搞清楚“全球变暖”(以及“全球变化”),对整个地球进行数值模拟是无可替代的定量化方法。但是,这类方法需要在知道那些引起全球变暖的物理因子之后,才能根据其影响的方式进行科学地进行数值模拟。

   换言之,查找“全球变暖”的影响因子,是第一步。

   给地球降温有哪些可行的具体措施?是否可以通过地球外太空的太阳能遮挡,通过类似“米兰科维奇 Milankovitch 假说”的方式给地球降温?

             

要点:

(1)重新排查“全球变暖”(以及“全球变化”)的影响因子。会不会遗漏了某些重要的作用(影响因子)?

(2)地球外遮挡(反射)太阳能给地球降温的机理研究。如“米兰科维奇 Milankovitch 假说”背后的调控机理。

(3)地球太阳之间的拉格朗日点 L1,地球的太阳同步轨道等,都是可能的太阳能遮挡的太空位置。

   人无远虑,必有近忧。

   “不谋全局者,不足以谋一域;不谋万世者,不足以谋一时。”

               

一、“全球变暖”的影响因子:能量守恒与转化定律

进入大气的能量 = 大气运动与存储的能量 + 大气散发的能量

   并且

   大气运动与存储的能量 ←→ 极端天气、气温(变化)

   至少是近似成立的。

   “人类能源利用中的不必要泄露或浪费”直接加热大气,是有可能的。

                      

   所以,查找“因果性”或“相关性”的方法,应该是多角度多途径了。

   “能量守恒与转化定律”,是主要的角度之一。

               

二、“全球变暖”的影响因子:人类的能源消耗

   不是指化石能源的温室气体排放,是指能源消耗自身。

   似乎在《中国大百科全书》的“全球变暖”、“全球变化受控实验研究”里还没有提到这个事情。

   

   一些直观的例子:

   (1)我们乘汽车旅行,之后再回到出发点。

   重力势能没有变化。燃烧的汽油,都变成了什么?

   空气阻力、轮胎摩擦力,大都变成了热能。刹车引起一定的形变。

   (2)夏天的电扇、空调,冬天的暖气取暖。

   其中的能耗,大都加热空气了吧?

   (3)普通居民用煤气做饭,几乎都会有加热空气的副作用。

               

三、未来

   即使几乎都采用了地球外太空的太阳能,地表的聚变发电之后,还会有哪些人类活动在加热大气?

   看来,高效的能源利用(减少加热大气的副作用),是人类永恒的话题。

               

四、给地球降温

   外太空给地球打“遮阳伞”,应该是首选的途径:类似阴天,可能是副作用最小的方法。

   百叶窗式的“遮阳伞”,可能的候选地点(太空位置)或轨道:地球太阳之间的拉格朗日点 L1,地球的太阳同步轨道等,都是可能的太阳能遮挡的太空位置。

               

五、“米兰科维奇 Milankovitch 假说”、大气“遥相关 teleconnection”的天文成因,都具有十分重要的价值

   是否真存在“蝴蝶效应”?

   人工调控天气,必须结合大气和相关物质运动的物理规律。

   这是“米兰科维奇 Milankovitch 假说”、大气“遥相关 teleconnection”天文成因研究具有的特殊意义:在地球外太空调节和控制天气的相关基本物理依据。

   

   一些研究认为:地球公转轨道和自转变化等引起的太阳辐射变化太小,难以引起地球天气的明显变化。

   因此,深挖米兰科维奇理论或其背后隐藏的的客观规律,是否可以在地球外太空进行少量的太阳辐射调整,就可以比较明显地改变地球的天气?

               

六、呼吁多学科的合作!

   过于单一的角度、变量,难以可靠地找到复杂系统里的因果关系。

   “全球变暖”、“全球变化”应该是多学科协同研究的难题。

   

2019 (Sergey A. Arsen’yev) Figure 1 A simplified scheme (not to scale) of the .jpg

图1  日月地相互作用的示意图(未按比例)及其质量 (M) 和太阳与地球之间以及月球与地球之间的距离 (R) 和半径 (r)。A simplified scheme (not to scale) of the Sun-Moon-Earth interaction with their masses (M) and distances (R) between the Sun and Earth and Moon and Earth and radiuses (r).

https://www.researchgate.net/publication/333371071_Dangerous_Atmospheric_Events_A_New_Physical-Mathematical_Approach

                           

Facts about the moon sun and earth. By Lana   R-C.jpg

图2  太阳、月球、地球运动的示意图。Facts about the moon sun and earth. By Lana.

https://www.thinglink.com/scene/819343606748807168

                                 

Newton's Universal Law of Gravitation. (a) Earth and the Moon rotate approx.jpg

图3  地球公转轨道示意图。Newton's Universal Law of Gravitation. (a) Earth and the Moon rotate approximately once a month around their common center of mass. (b) Their center of mass orbits the Sun in an elliptical orbit, but Earth's path around the Sun has “wiggles” in it. Similar wiggles in the paths of stars have been observed and are considered direct evidence of planets orbiting those stars. This is important because the planets' reflected light is often too dim to be observed.      https://cnx.org/contents/OMxfrjQL@2/Newton-s-Universal-Law-of-Gravitation

                                

   正如聂高众研究员, 高建国研究员, 马宗晋院士 1996 年所言:

   “由于自然灾害的发生不是地球某单一圈层内部的孤立行为,而是地球系统各圈层(地、水、气、生、冰)的相互作用加上某些天文因素触发的结果,所以灾害预测是一项跨学科的综合手段的研究。文章从能量的聚集、传递、释放等角度探讨了灾害发生的动力学机制及各圈层在其中所起的控制作用,并介绍了我们开展灾害综合预测研究的思路和模型框架。

   目前,对这类灾害预报仅能作出临近预报,尚不能作出季度和年度预报。同时,对同一灾害事件的前兆现象,不同部门却能作出完全不同的预报,比如“75·8” 河南大暴雨之前,地震部门曾作出过地震预报,而大暴雨发生后,地震征兆也消失了。

   越来越多的事实说明:灾害发生前,随着下垫面情况的不同,征兆的情况也会不同。不同的灾种之间可能有某些相同的前兆,而相同的灾种在不同条件下前兆可能大不一样。

   “全球变暖”以及“全球变化”,也是“多圈”问题。其中一个通用的工具,近似的“能量守恒与转化定律”!特别地,地球的能量守恒与转化。

                            

   俺可是真的木有阻碍人类科技进步!

                 

参考资料:

[1] 中国天气网,2022-08-12,热破纪录!数据告诉你今年中伏到底有多热 末伏会变凉快吗?

http://news.weather.com.cn/2022/08/3555601.shtml

[2] 央视网,2022-08-14,专家解读:大范围高温持续 如何应对?

https://news.cctv.com/2022/08/14/ARTI2fU0i8RnjJNvql7tWwsJ220814.shtml

   受高温天气的影响,我国四川盆地到长江中下游地区已经出现气象干旱,随着高温继续发展,预计多地气象干旱可能进一步持续或加重,秋季长江流域降水偏少的可能性仍然比较大,尤其中下游地区可能会出现夏秋连旱。

[3] 中国青年网,2022-08-15,高温预警持续!雨水能否“浇灭”黄淮江淮热浪?

https://baijiahao.baidu.com/s?id=1741225368344624140

   过去一天,我国四川、陕西、湖北、安徽、江苏、浙江等地部分地区,出现40至43℃高温天气。多地打破有气象记录以来当地气温的最高纪录。

[4] 澎湃新闻,2022-08-15,特稿|“气候危机纪元”已至?一位气象学者的示警

https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_19426008

   2022年会是有史以来最热的一年吗?至少对许多地方来说,刚刚过去的6至7月已经是了。今年6月,全球陆地地区出现了自1850年代末人类有系统气象记录以来最热的温度,破纪录的高温、干旱、野火、暴雨和洪水席卷了北半球,特别是在欧洲大陆、英国和美国的部分地区。

[5] 郭爽,中国科学报,2022-08-15 第2版 国际,英国宣布多地进入干旱状态

https://news.sciencenet.cn/sbhtmlnews/2022/8/370755.shtm

   刚刚过去的7月是1935年以来英格兰最干旱的7月,英格兰所有地理区域连续5个月降雨量低于平均水平,气温则高于平均水平,河流流量、地下水位和水库存量在7月份均有所下降。

[6] 中国新闻网,2022-08-11,科学家警告:欧洲或遭遇500年来最严重干旱

https://www.chinanews.com.cn/gj/2022/08-11/9824966.shtml

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2022/8/484166.shtm

[7] 吕建华,2022-01-27,关于真锅淑郎模型的几点科学评论 精选

https://blog.sciencenet.cn/blog-3360191-1322987.html

[8] The Nobel Prize in Physics 2021

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2021/summary/

   The Nobel Prize in Physics 2021 was awarded "for groundbreaking contributions to our understanding of complex physical systems" with one half jointly to Syukuro Manabe and Klaus Hasselmann "for the physical modelling of Earth’s climate, quantifying variability and reliably predicting global warming"

[9] Syukuro Manabe, The Nobel Prize in Physics 2021

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2021/manabe/facts/

   “for the physical modelling of Earth’s climate, quantifying variability and reliably predicting global warming”

[10] Klaus Hasselmann, The Nobel Prize in Physics 2021

https://www.nobelprize.org/prizes/physics/2021/hasselmann/facts/

   “for the physical modelling of Earth’s climate, quantifying variability and reliably predicting global warming”

[11] 全球变暖/Global warming/郑景云,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=51049&Type=bkzyb&SubID=79368

   由于人类活动导致大气中温室气体增加,从而使全球尺度上地球表面平均温度和地表平均气温升高的现象。

[12] 全球变化受控实验研究/global change manipulative experiment/牛书丽,中国大百科全书,第三版网络版[ED/OL]

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=153553&Type=bkzyb&SubID=113418

   国际地圈与生物圈计划(IGBP)定义的全球变化包括大气成分变化、土地利用与土地覆盖变化、全球气候变化、荒漠化和生物多样性丧失。人口增长是全球变化最主要的驱动因子。由于人类活动的影响,导致大气成分、土地利用与土地覆盖变化,引起全球气候变化、生物多样性丧失甚至土地荒漠化。

[13] 轨道调谐/orbital tuning/吴怀春

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=22236&Type=bkzyb&SubID=78192

   将沉积地层中的米兰科维奇沉积旋回记录调谐到地球轨道参数岁差、斜率、偏心率或日照量变化曲线上,建立天文地质年代表的过程。

   现代地球轨道参数偏心率、斜率和岁差分别具有40万年和10万年、4万年和2万年的周期,

[14] 大气遥相关/atmospheric teleconnection/司东

https://www.zgbk.com/ecph/words?SiteID=1&ID=46957&Type=bkzyb&SubID=76711

[15] 许小峰,2022-08-10,折断“蝴蝶”的翅膀——“控制”天气变化的一种探索与实验 精选

https://blog.sciencenet.cn/blog-1310230-1350725.html

   面对复杂多变的大气,人类一直心存两个梦想,一是可测,二是可控。可测包括探测和预测,已通过现代测量技术(自动测量传感器、卫星、雷达等)和数值天气预报模式结合天气分析方法取得显著进展。而可控问题虽已经过长时间研究与实践,但相对而言仍处于初级阶段,从科学理论到业务应用,诸多问题仍在探索中。

   所谓“可控”,即在适当条件下通过科技手段对大气的动力、热力过程进行人工干预,达到影响天气系统演变的目的,包括增雨(雪)、防雹、消雨、消雾、防霜等,避免或减轻可能造成的灾害,以及合理开发利用气候资源,即人类为了达到某种预期目标通过工程技术方法控制天气变化的过程。

[16] NASA, 2011-05-22, Moonquakes

https://www.nasa.gov/exploration/home/15mar_moonquakes.html

   There are at least four different kinds of moonquakes: (1) deep moonquakes about 700 km below the surface, probably caused by tides; (2) vibrations from the impact of meteorites; (3) thermal quakes caused by the expansion of the frigid crust when first illuminated by the morning sun after two weeks of deep-freeze lunar night; and (4) shallow moonquakes only 20 or 30 kilometers below the surface.

   一般认为:至少有四种不同类型的月震:①地表以下约 700 公里的深月震,可能是由潮汐引起的;②陨石撞击产生的振动;③深冻月夜两周后,在晨光首次照射时,由寒冷地壳膨胀引起的热震;④仅在地表以下 20 或 30 公里处的浅月震。

[17] 聂高众, 高建国, 马宗晋. 谈我国重大自然灾害的中长期综合预报问题[J]. 地学前缘, 1996, 3(1~2): 203-211.

http://qikan.cqvip.com/Qikan/Article/Detail?id=2067593

https://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-DXQY602.013.htm

[18] 科普中国,2022-08-15,超出生存极限的高温已经出现,但这只是一个开始

https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?business_type=100&classify=1&ar_id=112356

https://h5.kepuchina.cn/scientificwebsite/article?id=112356&member_id=CM202011182042176981&check_code=de5698e67c1caae4190a2b5c98508e6d

   今年六月中以来,极端高温不断出现,全国范围内不同城市的气温陆续刷新了往年同时间的最高纪录。尤其是大暑以来,最高温度超过40°C的城市频频出现。高温不仅在国内出现,放眼北半球,美国燃起持续的森林大火、西班牙一周内有510人因高温天气死亡,与此同时,临近北极圈的芬兰和挪威也都飙出近34°C的高温。

科普中国 不同相对湿度与气温条件下对应的湿球温度(湿球.jpg

[19] 中国气象局,近 10 天全国气温距平实况图 2022-08-06 ~ 2022-08-15

http://weather.cma.cn/web/channel-32.html

https://weather.cma.cn/file/2022/08/16/SEVP_NMC_GISP_S99_EATA10_ACHN_L88_PB_20220816000000000.GIF?v=1660587784563

全国气温距平实况图 2022-08-06 ~ 2022-08-15_副本.gif

                         

相关链接:

[1] 2022-08-12,【小结】 近两个多月(2022-05-23 以来)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350941.html

[2] 2022-08-11,2021年暑假还没有开始,为什么2022年暑假已经结束?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350817.html

[3] 2021-12-18,[资料汇集] 判断因果性

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1317132.html

[4] 2022-07-18,[小思考,大困惑] 不能仅从一组时间序列分析得到因果性?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1347796.html

[5] 2022-07-29,[随笔] 地震:前兆、预报与“因果性、相关性”杂谈

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1349269.html

[6] 2022-07-19,[找茬] 相关性与因果性:生命现象的多起源可能性

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1347972.html

[7] 2021-02-27,[科普资料] 米兰科维奇 Milankovitch 假说

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1274123.html

[8] 2022-06-26,[小结] 我在《气象学》里“遥相关 teleconnection”方面一点思考

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1344641.html

[9] 2022-08-10,[第125.5个问题,大问题] 人类能源利用中降低“全球变暖”的方法有哪些?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350689.html

[10] 2022-08-01,[小科普] 试探,仍然是目前的科技基本方法之一

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1349605.html

[11] 2021-05-15,《科学》杂志的两个 125个科学问题(2005,2021)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1286678.html

[12] 2022-08-09,[大讨论] 人类消耗的能源最终都变成了什么?会不会加热大气?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350584.html

[13] 2022-08-08,[大讨论] 给地球降温的各类奇思妙想

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350444.html

[14] 2022-08-07,[讨论] 今年(2022)夏天很热吗?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350325.html

[15] 2022-07-11,[大讨论,小科普] 人类自我毁灭的主要方式有哪些?

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1346833.html

[16] 2022-08-06,[创新到底?] “碳降低”、“碳自然”的英译(法译)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350206.html

[17] 2022-08-05,[原创新术语?小科普] “碳降低”、“碳自然”:“碳达峰”、“碳中和”之后

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1350079.html

[18] 2021-12-23,[讨论] 日照极值与地球大气气温关系:可能的全球气候变暖的辅助评估方式

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1317865.html

[19] 2021-05-18,[征集] 碳中和(carbon neutral)里风能的具体利用

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1287138.html

[20] 2021-05-17,[征集] 碳中和(carbon neutral)里太阳能的具体利用

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1286999.html

[21] 2022-07-26,[汇报] 近十多年的时间、精力状态(欠佳)

https://blog.sciencenet.cn/blog-107667-1348843.html

                                  

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