Кондиционер для Ближнего Востока

[second-path.livejournal.com]

Проблема климатического кризиса, с которым Грета Тунберг нас призывает бороться, сводится к нахождению решения по прямому управлению климатом. С инженерной точки зрения, борьба с плохим климатом и действия, направленные на улучшение климата, означают одно и то же: «Воздействие на климатическую систему Земли с целью изменения ее параметров в желаемом направлении». Нужно управлять климатом на региональном и глобальном уровне. Уже озвучена цифра в 90 триллионов долларов, которые нужно инвестировать в климат до 2050 года. Если такие финансовые средства вложить не в малоперспективную декарбонизацию, а в строительство климатических машин, то реально можно получить более комфортный, более ровный и более стабильный климат. Естественная нестабильность земной климатической системы будет скомпенсирована управляющими воздействиями со стороны диспетчеров климатических машин.

В этом посте будет пример региональной климатической машины, позволяющая радикально улучшить климат восточного средиземноморья. Это колыбель европейской цивилизации. В этой зоне имеются разнообразные письменные свидетельства про климат прошлого.  Многие современные пустыни раньше были лесами, полями и пастбищами. Надо попытаться повернуть вспять процесс опустынивания, вернуть оптимальный климат времен Римской империи. Для этого, в районе Суэцкого канала, надо прорыть будущий Суэцкий пролив. Ориентировочные размеры: ширина – 10 километров, глубина – 100 метров ниже уровня моря, длина – 180-200 километров.

Будущий пролив соединит воды Средиземного и Красного морей. Куда потечет вода? Как Средиземное море, так и Красное море растянуты на тысячи километров и имеют слоистое строение, поэтому ветровой нагон воды имеет решающее значение. В зависимости от сезонных господствующих ветров вода может течь и на юг, и на север. На возникшее течение наложится  приливное течение.

Чтобы управляемо увеличить поток теплых южных вод в Средиземное море, можно использовать водяные насосы на электрической тяге. Одно из возможных размещений такой насосной станции – устье Суэцкого залива. Там, по обоим берегам, пустынные места, удобные для строительства солнечных и ветровых электростанций.  Дешевая зеленая электроэнергия позволит уменьшить эксплуатационные издержки этой климатической машины. Огромные первоначальные капитальные затраты при весьма умеренных эксплуатационных расходах. Ремонтные и текущие расходы будут сильно меньше чем дополнительные доходы и экономия от хорошего климата. Если какое-либо поколение людей осилит строительство такого объекта, то последующим поколениям хватит сил и желания делать себе хорошую погоду.

Перейдем к цифрам. Посчитаем объем земляных работ:

 10км × 100м × 200км = 200км³.

Это объем грунта, который сейчас находится ниже уровня моря. Удвоим это число, чтобы учесть рельеф местности, необходимые откосы берегов и т.д. Всего примерно 400 миллиардов кубических метров земляных работ. При хорошей организации, использовании специальной техники можно принять стоимость в $1 за кубический метр грунта. Тогда копка Суэцкого пролива обойдется в $400 миллиардов.

Считаем сколько электроэнергии надо потратить в год, при равномерной перекачке потока в один миллион кубических метров воды в секунду (31600 миллиардов кубических метров в год). Реальных параметров подобных водокачек мы не знаем, поэтому примем, что воду надо поднять на 2 метра при кпд насоса в 60%.

  31600•10^9м³ × 1000кг/м³ × 9,8м/с² × 2м / 0,6 = 10^18Дж = 290 млрд. кВт•ч (в год)

В доковидные времена уже анонсировалась цена, для новых солнечных и ветряных электростанций, в 4 американских цента за киловатт-час. Умножая 4 цента на 290 миллиардов  киловатт-часов, получаем $12 миллиарда (доковидных) за год. Это оценка расходов на эксплуатацию климатической машины в год. За лучший климат для одного миллиарда человек в регионе цена не кажется высокой. Какой климат станет вместо теперешнего? Будут более теплые, более дождливые и более короткие зимы. Вегетационный период станет длиннее. В некоторых местах станет возможным выращивание зимней культуры в открытом грунте. Будет большая экономия топлива на зимнем обогреве. Летняя температура будет, примерно, как сейчас или немного прохладнее, вследствие большей облачности и большей влажности почвы.

Насколько больше осадков? Из Красного моря будет поступать вода со среднегодовой температурой 25°C, из Средиземного моря будет выходить вода с температурой 14°C. При охлаждении на 11°C на месте будет рассеиваться

   31600•10^9м³ × 1000кг/м³ × 4,2кДж/(кг × °C)  × (25°C ˗ 14°C) = 1,5•10^21Дж  (в год)

Делим эту энергию на теплоту испарения воды 2,4МДж/кг

  1,5•10^21Дж / 2,4МДж/кг = 600 млрд. м³ (воды в год)

В само Красное море вода втекает из Индийского океана со среднегодовой температурой около 29°C, а вытекать в Суэцкий пролив будет с расчетной температурой 25°C.  Аналогичные расчеты для Красного моря дают дополнительное рассеяние 0,55•10^21Дж тепла в год и дополнительное испарение 220 млрд. м³ воды в год. В итоге Евразия и Африка получат дополнительные 820 км³ осадков, потратив на это 290 млрд. кВт•ч в год. При цене киловатт-часа $0,04 кубический метр дополнительных осадков (с доставкой ) обойдется в 1,5 цента. По такой цене можно даже мелеющие моря наполнять, такие как Мертвое море, Каспийское море, Аральское море.

Если этот дополнительный кубометр осадков выпадет на пшеничное поле, то урожай увеличится на 1кг зерна, а если в горах, то сначала оросит деревья в лесу, потом стечет в одно из многочисленных водохранилищ. Когда пройдет через лопатки турбины гидроэлектростанции, то кубометр даст 1 кВт•ч на каждые 400м падения уровня воды. Важное обстоятельство – гидроэлектростанции дают ток тогда, когда нужно потребителю, независимо от того, светит ли солнце, дует ли ветер. После гидроэлектростанции вода заполняет русло реки, откуда ее качают многочисленные потребители.

На этих двух примерах видно, что увеличение количества осадков предложенным способом чрезвычайно выгодно экономически. Эти территории настолько плотно заселены людьми, что дождику невозможно будет промахнуться и выпасть в «бесполезном» месте. Тратится одна треть киловатт-часа дешевой, нестабильной, «зеленой» электроэнергии на перекачку воды и увеличивается на кубический метр количество осадков в Евразии и в северной Африке.

Теперь рассмотрим этот проект в глобальном масштабе, в контексте глобального потепления. При изъятии из Индийского океана одного миллиона кубических метров воды в секунду со средней температурой 29°C, на ее место из глубины океана через апвеллинг поднимется вода с температурой 3°C.

Упрощенная схема циркуляции вод мирового океана

Из Индийского океана будет изыматься поток тепла равный:

 10^6м³/с × 1000кг/м³ × 4200Дж/(кг × °C) × (29°C ˗ 3°C) = 0,11•10^15Вт = 0,11 ПВт (петаватт)

С чем этот поток тепла можно сравнить? Современный энергетический дисбаланс Земли, который ведет к глобальному потеплению, является предметом поиска климатологов. Цифры называются разные, мне чаще попадалось значение 0,9Вт/м². В пересчете на всю планету – 0,5ПВт. Примем, что половина этого избыточного тепла приходится на полосу Земли между тропиками – 0,25ПВт. Так вот, из 0,25ПВт изымается 0,11ПВт, т.е. 44%. Почувствовали мощу в мышцах? Один триллион американских баксов, одна великая египетская стройка и 44% от проблемы перегретых тропиков решена. Тропические кораллы получат дополнительное время на перестройку метаболизма. Я люблю кораллы и хочу их спасения!

Как насчет избыточного тепла в умеренной зоне? Часть этого избыточного тепла будет погашено большей облачностью и испарением дополнительных осадков. В случае тропиков тепло изымается непосредственно, для умеренных широт будут работать вторичные и последующие звенья цепи событий. Можно ожидать, что охлаждающий эффект будет сравним по значимости с охлаждающим эффектом для тропиков. Но увеличение количества и качества осадков для нас важнее. Учитывая западный перенос, дополнительные осадки достигнут даже бассейн Каспийского моря. Те же леса будут расти бодрее, депонируя атмосферный СО2.

Везде в расчетах я использовал поток воды в один миллион кубических метров в секунду. При реализации это будет управляемый параметр, при помощи которого климатическая система будет поддерживаться в определенных рамках. Может оказаться, что Памир, Тибет и Гималаи хотят стать одним сплошным ледником или Каспийское море переполняется, поэтому нужно снизить количество осадков. Как-то придется гармонизировать противоречивые требования, которые люди предъявляют к погоде и климату.

01 декабря 2022      © Victor T. Balaban

Comments

[vlkamov.livejournal.com]

Как-то странно, что вода из Красного моря, пройдя 200 км начнет сверхинтенсивно испаряться. Чего ж она не испаряется на месте, тем более в Индийском океане, который аж 29 градусов ?

Но идея для зачина годится. Более осмысленным видится закачка воды из Средиземного моря в Сахару. Образовавшаяся поверхность будет испарять воду. Минимум оазис образуется. А чтобы соленость искусственного озера не увеличивалась — частичная циркуляция.

Правда был там один ирригатор, так ему штык в задницу воткнули. Ибо нехрен.
улучшение жизни быдла не входит в планы Хозяев.

[second-path.livejournal.com]

>>Чего ж она не испаряется на месте, тем более в Индийском океане, который аж 29 градусов ?

Там влажность большая и температура поменьше. А тут Сахара...

[chest-i-razym.livejournal.com]

В Красном море вода испаряется, только вот конвективных потоков над морем нет и испарившийся пар так и остается в невысоко от воды, ибо воздух с пустынь прогревают слои воздуха над морем, что выше, и получается инверсия температур.

[second-path.livejournal.com]

Горячий воздух с пустыни испаряет воду Красного моря и охлаждается. При этом, он все-равно плотнее, чем вышележащие слои. Поэтому и не образуются конвективные потоки над морем. Этот увлажненный воздух идет дальше и дает осадки в горах. Только зимой, если качать более теплую воду из Индийского океана возможны осадки на близлежащих территориях в виде дождя, тумана или росы.

[jr0.livejournal.com]

Начните с простого наблюдения, после ваша школьная физика. Множество пустынь около жарких морей и даже океанов. Иногда и пляж не орошается. Увидите факты, задачу, потом поищите физику.

[second-path.livejournal.com]

Количество имеет значение. Надеяться на дожди летом в этой зоне не стоит. А вот зимой могут быть нюансы.

Речь идет о том, что количество испаряемой воды с поверхности двух морей резко возрастет. Вокруг три континента и роза ветров такая, что на этих трех континентах возрастет количество осадков (допустим, на сколько увеличилась испаряемость). Карта осадков изменится, в том числе часть пустынь станут полупустынями. В полупустынях можно сажать деревья, которые приведут к дальнейшему улучшению климата.

[jr0.livejournal.com]

Или не возрастет, как в Прикаспии или у Красного моря, в Австралии.

А деревья сажают, в отличие от климатических водных каналов (чисто советский кретинизм, видимо). Я знаю примеры, когда пустыни полностью исчезали после посадок. Кстати, а чего в Астрахани или Туве не так?

В РФ лесопосадка почти прекращена, даже лесничества упразднены.

[second-path.livejournal.com]

>>Или не возрастет, как в Прикаспии

Уровень Каспия начал падать после постройки волжского каскада ГЭС. Потом снова начал расти и стабилизировался после того как ему дали сырдарьинскую воду. При этом Арал высох. Все закономерно.

>>Я знаю примеры, когда пустыни полностью исчезали после посадок. Кстати, а чего в Астрахани или Туве не так?

Tам кочевники...

[jr0.livejournal.com]

А к чему вы о падении уровня Каспия? Что закономерно? Природа — да, ваши представления — да, но соответствия нет.

И что, что кочевники?

[second-path.livejournal.com]

>>А к чему вы о падении уровня Каспия?

Когда построили водохранилища, Волга стала нести меньше воды в Каспий. Вода понадобилась на заполнение водохранилищ, повысилось испарение, часть ушла в подземные воды. B результате Каспий стал мелеть.

Когда построили каракумский канал, отобрали воду у Арала и дали Каспию Уровень Каспия стабилизировался.

>>И что, что кочевники?

Кочевники не сажают деревьев, культура не та. Зато охотно рубят деревья и кустарники на топливо. Но козы и верблюды уничтожают древесную растительность круче топора.

Бедуин — отец пустыни. Их религия говорит, что когда позеленеет пустыня — наступит конец света.

[jr0.livejournal.com]

Ну? Пустыни рассосались? Деревья сами стали расти? Климат стал мягче где? Или суровее? И почему вы поучаете народы, но не собственный, хотите потратить, но не свои?

Вы обвиняете без всяких обоснований. Вам что-то показалось, а кажется вам с дивана одно и тоже. РВот и повесточку про радость лагерного труда в Китае отработали. Казалось бы, начали со школьной физики, 8ой класс.

С себя начните. О бедуинах вы явно ничего не знаете. И что за бедуины, наконец, в южной Сахаре-то, где Зеленую стену насаждают?

[second-path.livejournal.com]

Тут инженерное сообщество, а не церковно-приходская школа.

Если молодые деревья не травили бы скотом, то Земля выглядела бы совсем по-другому. И Аравия была бы другой, и Сахара, тот же Сахель, и калмыцкие степи тоже выглядели бы по другому. Перепас везде и всюду.

[jr0.livejournal.com]

Да вы столп цивилизации. Или нет? Вы просто невежественны, но с жуткими фантазиями расового толка.

Еще раз, начните знакомство с предметом до приговоров народам. Узнайте, скажем, как они называются, где именно предмет ваших инженерных стремлений. Вы агрессивно невежественны, во-первых. Наверное, недостатки школы, но их можно было давно, как я представляю, восполнить.

[second-path.livejournal.com]

>>Вы просто невежественны, но с жуткими фантазиями расового толка

Это вам так хочется думать. В моих сообщениях абсолютно никакого расизма нет.

>>Еще раз, начните знакомство с предметом до приговоров народам.

Еще раз, это вы проецируете свои комплексы нa меня. Увидели что-то расовое в общечеловеческом, даже в общебиологическом. Любой организм меняет среду своего обитания. Везде рубят деревья. Только в лесной зоне самосев деревьев хуже сорняков, а в засушливой зоне, после рубки деревьев, происходит опустынивание. Эти экологические закономерности абсолютно не зависят от того, к какой расе и народности принадлежит рубщик дерева.

[chest-i-razym.livejournal.com]

Он будет охлаждаться даже без испарения воды, ибо красное море днем намного прохладнее, чем поверхность пустыни. Пустыня закидывает страшно сухой и горячий воздух на высоты от 0 до 2000 метров и выше. даже если пойдет конвективный поток, воздух перемешается с сухим и облаков не получится.

[second-path.livejournal.com]

>>даже если пойдет конвективный поток, воздух перемешается с сухим и облаков не получится.

Где-то получится, где-то не получится. Речи идет о том, чтобы увеличить, суммарное количество осадков настолько, что некоторым пустыням придется потесниться. Возможно, Синай зазеленеет.