Περί Φυσικής

Την τελευταία δεκαετία ο πλανήτης μας δοκίμασε πολλά ακραία καιρικά φαινόμενα άνευ προηγουμένου. Επιστήμονες του Ινστιτούτου για τις Κλιματικές Επιπτώσεις του Πότσνταμ (PIK) υποστηρίζουν ότι η υψηλή συχνότητα εμφάνισης των ακραίων φαινομένων δεν είναι απλά ένα τυχαίο γεγονός. Από τις πολλές εκδηλώσεις τέτοιων φαινομένων ξεπροβάλει ένα μοτίβο. Τουλάχιστον για τις ακραίες βροχοπτώσεις και τα κύματα του καύσωνα η σύνδεση με την υπερθέρμανση του πλανήτη, λόγω της δραστηριότητας του ανθρώπου, είναι σαφέστατη, όπως δείχνουν οι επιστήμονες με μια νέα ανάλυση των επιστημονικών στοιχείων για την κλιματική αλλαγή, που δημοσιεύεται στο  περιοδικό Nature. Λιγότερο σαφής είναι η σχέση μεταξύ της θέρμανσης του πλανήτη και των καταιγίδων, παρά την παρατηρούμενη αύξηση της έντασης των τυφώνων.

Μόνο οι ΗΠΑ κατά το 2011 επλήγησαν από 14 ακραία καιρικά φαινόμενα που προκάλεσαν ζημίες που υπερβαίνουν το ένα δισεκατομμύριο δολάρια το καθένα – σε αρκετές πολιτείες από τον Ιανουάριο έως τον Οκτώβριο ήταν οι υγρότεροι που έχουν καταγραφεί ποτέ. Στην Ιαπωνία κατέγραψαν επίσης ρεκόρ βροχοπτώσεων, ενώ η λεκάνη απορροής του ποταμού Γιανγκτσέ στην Κίνα υπέστη ένα ρεκόρ ξηρασίας.

Παρόμοια ακραία γεγονότα ρεκόρ συνέβησαν επίσης και κατά τα προηγούμενα έτη. Το 2010, η Δυτική Ρωσία γνώρισε το πιο καυτό καλοκαίρι στους αιώνες, ενώ στο Πακιστάν και την Αυστραλία είχαν ρεκόρ βροχής. Το 2003 είχαμε το πιο καυτό καλοκαίρι στην Ευρώπη για τουλάχιστον τα 500 τελευταία χρόνια. Και το 2002, ο μετεωρολογικός σταθμός του Zinnwald-Georgenfeld μέτρησε την περισσότερη βροχή σε μια μέρα που είχε καταγραφεί ποτέ στη Γερμανία – και αυτό που ακολούθησε ήταν η χειρότερη πλημμύρα του ποταμού Έλβα για αιώνες.

«Το ερώτημα είναι αν αυτά τα ακραία καιρικά φαινόμενα είναι συμπτωματικά ή οφείλονται στην κλιματική αλλαγή», λέει ο Dim Coumou, επικεφαλής συγγραφέας του άρθρου. “Η υπερθέρμανση του πλανήτη μπορεί γενικά να μην αποδειχθεί ότι προκαλεί  μεμονωμένα ακραία γεγονότα – αλλά στο σύνολο τους τα φαινόμενα συνδέονται σαφώς με την αλλαγή του κλίματος.” Αυτό δείχνει η ανάλυση των δεδομένων του και οι μελέτες. “Δεν είναι ένα ζήτημα σκέτο ναι ή όχι, αλλά ζήτημα πιθανοτήτων,” εξηγεί ο Coumou. Η πρόσφατη υψηλή συχνότητα εμφάνισης των ακραίων καιρικών συνθηκών δεν είναι πλέον φυσιολογικό, υποστηρίζει.

“Είναι σαν ένα παιχνίδι με ζάρια”, εξηγεί ο Coumou. “Ένα έξι μπορεί να εμφανίζεται κάθε λίγο και λιγάκι, και ποτέ δεν ξέρεις πότε θα συμβεί. Αλλά τώρα φαίνεται πολύ πιο συχνά, γιατί έχουν αλλάξει τα ζάρια.” Από τις 13 έως τις 19 Μαρτίου αυτό συνέβη: είχαμε υπέρβαση στη ζέστη σε περισσότερες από χίλιες τοποθεσίες στη Βόρεια Αμερική.

Οι επιστήμονες βασίζουν την ανάλυσή τους σε τρεις πυλώνες: την βασική φυσική, την στατιστική ανάλυση και τις προσομοιώσεις σε υπολογιστή. Οι αρχές της φυσικής έχουν ήδη δείξει ότι η αύξηση της θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας οδηγεί σε πιο ακραίες καταστάσεις. Για παράδειγμα, ο θερμός αέρας μπορεί να κρατήσει περισσότερη υγρασία μέχρι να βρέξει. Δεύτερον, σαφείς στατιστικές τάσεις μπορεί να βρεθούν στην θερμοκρασία και στα δεδομένα των βροχοπτώσεων, εξηγούν οι επιστήμονες. Και τρίτον, λεπτομερείς προσομοιώσεις σε υπολογιστή επιβεβαιώνουν επίσης τη σχέση μεταξύ της θερμοκρασίας του πλανήτη και της καταγραφής των βροχοπτώσεων.

Με τις ολοένα πιο υψηλές θερμοκρασίες των ωκεανών, θα πρέπει να αυξηθούν σε ένταση οι τροπικές καταιγίδες – που ονομάζονται τυφώνες ή κυκλώνες, ανάλογα με την περιοχή – αλλά όχι σε αριθμό, σύμφωνα με ό,τι γνωρίζουμε. Κατά την τελευταία δεκαετία, συνέβησαν αρκετές καταιγίδες ρεκόρ, για παράδειγμα ο τυφώνας Wilma το 2004. Αλλά οι εξαρτήσεις μεταξύ των γεγονότων είναι πολύπλοκες και δεν είναι ακόμη πλήρως κατανοητές. Η παρατηρούμενη έντονη αύξηση στην ένταση των τροπικών καταιγίδων στο Βόρειο Ατλαντικό μεταξύ 1980 και 2005, για παράδειγμα, θα μπορούσε να έχει προκληθεί όχι μόνο από την επιφανειακή θέρμανση, αλλά και από την ψύξη της ανώτερης ατμόσφαιρας. Επιπλέον, υπάρχουν ερωτήματα σχετικά με την ακρίβεια και την αξιοπιστία των ιστορικών δεδομένων των καταιγίδων.

Συνολικά, τα ψυχρά ακραία φαινόμενα μειώνονται με την υπερθέρμανση του πλανήτη, βρήκαν οι επιστήμονες. Αυτό όμως δεν αντισταθμίζει την αύξηση των ακραίων θερμοτήτων.

“Τα ακραία καιρικά φαινόμενα συχνά συνδέονται με περιφερειακές διαδικασίες, όπως το μπλοκάρισμα συστημάτων υψηλής πίεσης ή από φυσικά φαινόμενα, όπως είναι το Ελ Νίνιο”, εξηγεί ο Stefan Rahmstorf, συν-συγγραφέας του άρθρου και πρόεδρος του τμήματος ανάλυσης του Γήινου Συστήματος στο PIK.

“Πρόκειται για σύνθετες διαδικασίες που ακόμα ερευνούμε. Αλλά τώρα, αυτές οι διαδικασίες ξεδιπλώνονται στο πλαίσιο των κλιματικών αλλαγών του πλανήτη. Αυτό μπορεί να μετατρέψει μια ακραία περίπτωση σε μια εκδήλωση που θα σπάσει ρεκόρ στα αρχεία μας.”

Πηγή: Daily Galaxy, physics4u.wordpress.com

Παίζοντας αυτό το ηλεκτρονικό παιχνίδι μπορείτε να μάθετε ποιο είναι το ενεργειακό σας αποτύπωμα, δηλαδή πόσο διοξείδιο του άνθρακα (CO₂) εκλύουν στην ατμόσφαιρα οι καθημερινές σας συνήθειες που σχετίζονται με την κατανάλωση ενέργειας.

Ακολουθήστε τα βελάκια που σας οδηγούν από δωμάτιο σε δωμάτιο και «κάντε κλικ» πάνω στα χεράκια που εμφανίζονται στις διάφορες συσκευές. Στο τέλος θα έχετε μια ενδεικτική εικόνα για το πόση ενέργεια καταναλώνετε και σε πόσες εκπομπές CO₂ αντιστοιχεί αυτή η κατανάλωση. Επίσης, θα δείτε συμβουλές για το πως θα μπορούσατε να αποφύγετε ένα μέρος αυτών των εκπομπών CO₂ και ταυτόχρονα να εξοικονομήσετε ενέργεια, και χρήματα.

Για να ξεκινήσετε το παιχνίδι πατήστε την εικόνα παρακάτω:

Ισπανοί και Σλοβάκοι ερευνητές δημιούργησαν έναν «αντιμαγνήτη», συγκεκριμένα ένα κύλινδρο που καθιστά το περιεχόμενό του αόρατο στα μαγνητικά πεδία. Έτσι, μετά από τους μανδύες που κρύβουν αντικείμενα από το φως, τον ήχο, τα κύματα των σεισμών και του νερού, έρχονται να προστεθούν και τα μαγνητικά πεδία.

Ο νέος μαγνητικός μανδύας αποτελείται από σχετικά φθηνά υλικά που είναι διαθέσιμα στην αγορά (υπεραγώγιμα και σιδηρομαγνητικά), γι’ αυτό η παραγωγή του, που εκτιμάται ότι κοστίζει μόλις 1.000 ευρώ, δεν θεωρείται δύσκολη.

Είναι ο πρώτος τέτοιου είδους μανδύας που φαίνεται δυνατό να κατασκευαστεί με σχετική πρακτική ευκολία.

Οι ερευνητές του Τμήματος Φυσικής του Αυτόνομου Πανεπιστημίου της Βαρκελώνης και του Ινστιτούτου Ηλεκτρολόγων Μηχανικών της Ακαδημίας Επιστημών της Σλοβακίας, με επικεφαλής τον Άλβαρ Σάντσεθκαι τον Φεντόρ Γκομόρι αντίστοιχα, που δημοσίευσαν τη σχετική μελέτη στο περιοδικό “Science”, δημιούργησαν ένα αντι-μαγνητικό μανδύα αορατότητας που καθιστά μαγνητικά «αόρατο» ή «ανύπαρκτο» οποιοδήποτε αντικείμενο μέσα ή κάτω από αυτόν.

Ο αντι-μαγνήτης (μανδύας) απαγορεύει σε οποιοδήποτε μαγνητικό πεδίο μέσα σε αυτόν να διαρρεύσει προς τα έξω, ενώ παράλληλα δεν γίνεται αντιληπτός από τα εξωτερικά στατικά μαγνητικά πεδία.

Ο μανδύας αποτελείται από δύο ομόκεντρα επίπεδα, ένα εσωτερικό υπεραγώγιμο υλικό (που απωθεί τα μαγνητικά πεδία) και ένα εξωτερικό σιδηρομαγνητικό στρώμα αποτελούμενο από σίδηρο, νικέλιο και χρώμιο (που ελκύει τα μαγνητικά πεδία), με τελικό αποτέλεσμα την αλληλοεξουδετέρωση των δύο επιδράσεων και, έτσι, την εξαφάνιση οποιουδήποτε ίχνους της συσκευής σε ένα εξωτερικό μαγνητικό πεδίο.

Οι θεωρητικοί υπολογισμοί για τη δημιουργία του μανδύα βασίζονται στις περίφημες εξισώσεις του Μάξγουελ για τα ηλεκτρομαγνητικά πεδία, οι οποίες είχαν διατυπωθεί πριν από περίπου 160 χρόνια.

Οι αντι-μαγνήτες βασίζονται στους πιο γνωστούς μανδύες οπτικής αορατότητας, τους οποίους πρώτος πρότεινε ο βρετανός φυσικός Τζον Πέντρι του Imperial College του Λονδίνου το 2006 και έκτοτε η σχετική έρευνα έχει γνωρίσει μεγάλη ανάπτυξη διεθνώς, με συνεχείς προόδους. Ο Πέντρι, ο οποίος πάλι ήταν ο πρώτος που το 2008 παρουσίασε μια θεωρητική εργασία για τη δημιουργία ενός αντιμαγνητικού μανδύα, χαιρέτισε ως «ορόσημο» το νέο επίτευγμα.

Οι ισπανοί και σλοβάκοι ερευνητές δοκίμασαν με επιτυχία τον αντι-μαγνήτη τους σε στατικό μαγνητικό πεδίο ισχύος 40 mT (milliTesla). Προς το παρόν, ο μανδύας είναι μικρός (12,5 επί 12 χιλιοστά), όμως στο μέλλον, κατά τους επιστήμονες, θα μπορούσε να φθάσει σε μέγεθος αρκετά μέτρα, αντίθετα με άλλους μανδύες.

Τα μαγνητικά πεδία είναι θεμελιώδη για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας. Το 99% της ηλεκτρικής ενέργειας που καταναλώνεται σήμερα, παράγεται με τη βοήθεια μαγνητών στους ηλεκτρικούς σταθμούς. Επίσης αξιοποιούνται στην πληροφορική, στην ηλεκτρονική κ.α.

Οι επιστήμονες εδώ και πολλά χρόνια γνωρίζουν πολύ καλά να δημιουργούν μαγνητισμό, όχι όμως το αντίστροφο, δηλαδή να ακυρώνουν τα μαγνητικά πεδία κατά βούληση. Ο νέος μανδύας ανοίγει το δρόμο ακριβώς γι’ αυτό.

Μεταξύ άλλων, μπορεί να υπάρξουν εφαρμογές του στην ιατρική και στην ασφάλεια, καθώς τα στατικά μαγνητικά πεδία χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές όπως οι μαγνητικές τομογραφίες (ένας βηματοδότης στην καρδιά ενός ασθενούς θα ήταν πλέον «αόρατος» και δεν θα αντιμετώπιζε κίνδυνο).

Ακόμα, υπάρχουν δυνητικές στρατιωτικές εφαρμογές, ιδίως στο ναυτικό (π.χ. τα υποβρύχια θα είναι μαγνητικά αόρατα).

Από την άλλη όμως, θα προέκυπτε πρόβλημα με τα μαγνητικά μηχανήματα σάρωσης στις πύλες επιβίβασης των αεροδρομίων, αφού κάποιος με τον αντι-μαγνήτη πάνω του θα μπορούσε να περάσει ένα μεταλλικό όπλο από τον έλεγχο χωρίς να εντοπιστεί.

Πηγή: ΑΠΕ, physics4u.wordpress.com

Ένα υπέροχο video για τη Γη μας…