1

A KLÍMAVÁLTOZÁS TUDOMÁNYOS BIZONYÍTÉKAPARADIGMA: A KUTATÁST DETERMINÁLÓ ELKÖTELEZETTSÉG-EGYÜTTES

2

A JÁTÉKTÉRTUDOMÁNYOS SZKEPTIKUSOK AZ ALSÓ TÉRFÉLEN

A MEGÚJULÓ ENERGIÁK KITERMELÉSÉNEK

KLÍMAVÁLTOZÁST ELŐIDÉZŐ HATÁSAI

Mészáros MilánReális Zöldek Klubja

Alfa Csoport Laboratóriumok Társulat

Sopron, 2012. május 24.

3

A TEJÚTRENDSZERa spirálkarok síkjára merőlegesen

4

A TEJÚTRENDSZERa spirálkarok síkjához közel

5

A NAP MÁGNESES ERŐVONALAIés mágneses kvadrupólusa

6

A NAP MÁGNESES TEREa Naprendszerben

7

A NAP GRAVITÁCIÓS TERÉNEK SZINTVONALAIés az Ln (n= 1, … , 5) Lagrange-pontok a Naprendszerben

8

A NAPRENDSZERbolygópályákkal

9

A NAPENERGIA ELOSZLÁSA A FÉLTEKÉKENnapéjegyenlőségek és napfordulók idején

10

VAN ALLEN SUGÁRZÁSI ÖVEK(NASA)

11

VAN ALLEN ÖVEK SEMATIKUS RAJZAa mágneses tengelyre szimmetrikus dupla tórusz

12

NAPKITÖRÉSSEL DEFORMÁLT VAN ALLEN ÖVEK

(mágneses vihar)

13

A FÖLDa világűrből, NASA

14

A FÖLD SEMATIKUS SZERKEZETE

15

A FÖLD KÖLCSÖNVISZONYAIkaleidoszkópszerű csatolásokban, fantáziakép

16

A FÖLD, MINT KOZMIKUS ENERGIA RENDSZER1. FÖLDI ENERGIÁK

ÉS ARÁNYAIK

ENERGIA TÍPUSOK

NAGYSÁGUK

FÖLD NYUGALMI ENERGIÁJA E=mc2 5.4×1035 J

FÖLDFELSZÍN ALATTI KÖRFOLYAMATOK ENERGIÁI MINIMUM: 1030 J /nap

FÖLDET ÉRŐ NAPENERGIA 2.64×1023 J /nap

TELJES EMBERI ENERGIATERMELÉS (2012) 3.3×1019 J /nap

11 TOTÁLIS ATOMHÁBORÚ/nap

TELJES EMBERI ENERGIATERMELÉS (2100) 3×1021 J /nap

TELJES ATOMARZENÁL ENERGIÁJA 3×1018 J

FOTOSZINTÉZIS ENERGIÁJA 8.22×1018 J /nap

VÍZ FAJLAGOS OLVADÁS-/FAGYÁSHŐJE 00C-ON

(LÁTENS HŐ)

3×1019 J ≈ 100 km3

3×1022 J /nap 17

A FÖLD, MINT KOZMIKUS ENERGIA RENDSZER2. ENERGIA-MÉRLEG

NAP-FÖLD-VILÁGŰR RENDSZER

Napenergia be 2.64x1023 J/nap

Napenergia ki (infravörös)

(Kvázi-) Egyensúly: │Be│=│Ki│ (évi átlagban)

Szimmetriasértés ():│Be│≠│Ki│

Sérülés: S ~ 10-3 10-4 rendben → ÉLET (Körfolyamatok, Ld. 1. ábra)

18

A földi körfolyamatok egy részét a Nap energiája tartja fenn, az működteti. (Ld. Táblázat.)A körfolyamatok –stabilitási szempontból- metastabil vagy relatíve instabil rendszerek.

FÖLDI KÖRFOLYAMATOK

1. Ábra

19

SZIMMETRIASÉRTÉS ÉS MELEGEDÉS (ENTRÓPIA)

Minden szimmetriasértés magasabb anyagi szerveződési szintre vezet.

FELTEVÉS: (1) A fenti szimmetriasértés (S) egy fizikai mennyiség, neve rend, a szervezettség mértéke. (2) A visszaverődés által okozott entrópia pedig S inverze vagy reciproka: S-1.

Ha az entrópia a rend inverze, akkor az inverz függvény definíciójából következik, hogy az entrópia és a rend szorzata mindig egy:

S·S-1=1.

Ez azt jelenti, hogy a szimmetriasértés (rendezettség) vagy az entrópia semmilyen körülmények között sem veheti fel az abszolút minimumát, vagy abszolút maximumát. (Szimmetriasértés minimuma 0, a maximuma pedig 1. Az entrópia maximuma , minimuma pedig 1.) Ez egy új termodinamikai elvet jelent: Teljesen organizált vagy teljesen dezorganizált rendszerek nem léteznek. Ezért, ez az elv úgy is megfogalmazható, hogy minden folyamatban kell léteznie egy kezdeti (primordiális) és végső szimmetriasértésnek, mint peremfeltételnek. Tehát, minden folyamat esetén létezik egy kezdeti és végső szimmetriasértés, ami a folyamat valódi kezdeti vagy valódi végállapotával esik egybe. Ezért, az élővilág növekedésének (a rendezettségnek) abszolút korlátja az a végső szimmetriasértés (pontosabban a szimmetriasértés lokális maximuma, vagy az entrópia lokális minimuma), amelyről nem tudjuk, hogy pontosan mitől, miért és mikor következik be. A peremfeltételek ismerete nélkül pedig nem tudjuk az evolúciót a határfeltételek -a kezdeti és a végső szimmetriasértés- között tartani.

20

MELEGEDÉS (ÜVEGHÁZHATÁS)

1. DEFINÍCIÓ: (Az üvegházhatás általánosítása): Minden itt maradt energia növeli a Föld átlaghőmérsékletét. Azaz, a megújuló energiák kitermelése (itt tartása) is üvegházhatásnak felel meg.

A mainstream definíció természetesen ismert.

Mennél kisebb a szimmetriasértés, annál nagyobb a melegedés. Ha például a 10-3- 10-4 mértékű sértés helyett 10-4-10-5 mértékben sérül a szimmetria, akkor a melegedés egy nagyságrendet nő. (Azaz 10-szeresére.) Ennyivel változna meg a Föld hőkapacitása.

21

TERMODINAMIKAI FÁZISÁTALAKULÁSOK

0. RENDŰ: Megváltozik a kémiai szerkezet, azaz az anyagi minőség. Történhet látens (rejtett) hővel, vagy anélkül.

1. RENDŰ: Általában halmazállapot-változást jelent. Definíció szerint látens hő-vel történik. (Felszabadulhat vagy elnyelődhet.) → A kémiai szerkezet nem változik meg.

2. RENDŰ: Definíció szerint 0 látens hővel történik. A kémiai szerkezet nem változik. Általában nem történik halmazállapot-változás. Például átkritályosodás. → Kőzetek.

3. RENDŰ: Definíció szerint törés vagy szakadás következik be a c= ΔQ/ΔT fajhő görbéjében. (Ehrenfest) A kémiai szerkezet nem változik meg. A fizikai tulaj-donságok azonban megváltoznak. (Szuperfolyékonyság vagy szupravezetés, vagy például a daganatos sejtek megjelenése.) Történhet látens hővel vagy anél-kül. Nem feltétlenül jár halmazállapot változással.

22

PÉLDÁK FÁZISÁTALAKULÁSOKRA 1.

Például olvadás, fagyás, átkristályosodás, csírázás, rügyezés, petesejt ovulációja vagy megtermékenyülése, születés, halál, sejtek elrákosodása, növények virágzása, szuperfolyékonyság, szupravezetés, felhőképződés. Stb. Egyszóval minden.

ENERGIA: Bizonyos szempontból fluidum, nincs anyaghoz, folyamathoz vagy rendszerhez kötve.

Nyúljunk bele úgy a rendszerbe, hogy az nem ad le energiát, hanem felvesz.

OLVADÁS: (1. Rendű fázisátalakulás): Nagy frekvenciájú (kis hullámhosszú) infravörösből vesz fel energiát. → Globális lehűlést okoz.

Le Chatelier-Braun elv: (LCBE): Olyan belső erők lépnek fel, hogy a legkisebb önkény elve (LÖE) alapján az olvadást igyekeznek megakadályozni. Olyan földi belső erők lépnek fel, amelyek egy infravörös tűzfalat létrehozva infravörös blokkolást idéznek elő. → Legegyszerűbb formája a felhősödés → felszíni lehűlés.

23

PÉLDÁK FÁZISÁTALAKULÁSOKRA 2.

Nyúljunk bele úgy a rendszerbe, amikor az lead energiát.

FAGYÁS, vagy pl. MAGMA MEGSZILÁRDULÁSA: (1. Rendű fázisátalakulás): Előbbi kis frekvenciájú (nagy hullámhosszú) infravörösben ad le energiát, utóbbi pedig fordítva. Például fagyás esetén direktben nem vehető ki az energia. Közvetlenül melegíti a környezetet (az egyenlítői égövet). → Globális felmelegedés. Szélerőművek és napkollektorok* kivehetik. A kivétel hűti a Földet. → Globális lehűlés.

*: Esetleg az újabb nanotechnológiás szilícium-szálas napelemek

LCBE + LÖE: A belső erők a fagyást igyekeznek megakadályozni az infravörös tűzfal kinyitásával. → Kinyílik az ózonpajzs, csökkennek a felhők. (Ld. 2. Ábra)

24

ÓZONLYUK

2. Ábra

25

PÉLDÁK FÁZISÁTALAKULÁSOKRA 3.

Nyúljunk bele úgy a rendszerbe, amikor látens hő nincs, de az közvetlenül lead vagy felvesz energiát az átalakulás során.

ÁTSTRUKTÚRÁLÓDÁS, ÁTKRISTÁLYOSODÁS: (2. Rendű fázisátalakulás): Főleg kőzetek. Kémiai átalakulás, halmazállapot-változás és látens hő nem jellemzi. (Ld. 3. ábra)

A termodinamikának a környezetre gyakorolt hatását illetően ugyanaz mondható el, mint az 1. Rendű esetekben.

Az 1. és 2. Rendű esetekben globális hőmérsékleti szempontból semmi sem történik. Termodinamikai szempontból pedig fázisátalakulások zajlanak. Az energia-mérleg azonban nem változik. LCBE + LÖE fontos szerepet játszik.

A 0. Rendű és 3. Rendű változások energetikailag szintén visszavezethetők az 1. vagy 2. Rendű esetekre.

26

KŐZET-CIKLUSOK

3. ÁbraKőzetek fázisátalakulásai

27

MEGÚJULÓ ENERGIÁK 1.

2. DEFINÍCIÓ: Megújuló az az energia, amely a rendszerből számottevő rendszerbeli következmények nélkül –ismétlődően– kivehető.

Ilyen energiákkal jelenleg nem rendelkezünk.

Mikor lenne pl. a napenergia megújuló?: Ha pl. egy napsugárzást nem árnyékoló geostacionárius pontra (Ln, n=1, …, 5) helyeznénk el egy napelemet/napkollektort, az általa termelt energiát pedig a Földre továbbítanánk, akkor mondhatnánk, hogy megújuló energiára tettünk szert.

A köznyelvi szóhasználatban “megújuló”-nak nevezett energia tehát nem újul meg, mert ha egy energia már beérkezett a Földre (kvázi egyensúlyban lévő zárt rendszer), akkor annak már “helye van”, azaz nem szabad. Szükség van rájuk a globális energiaforgalomban, illetve globális energia-körfolyamban.

Emlékeztető: Az energia bizonyos szempontból fluidum.

28

MEGÚJULÓ ENERGIÁK 2.A nap, szél, víz és geotermikus stb. energiák kicsatolása megjósolhatatlan fázisátalakulásokat indíthat el, visszafordíthatja azokat vagy gyorsíthatja, valamint lassíthatja. →

CSAK A KICSATOLÁS PONTOS KÖVETKEZMÉNYEINEK ISMERETÉBEN HASZNÁLHATJUK EZEKET.

A

NAPENERGIA,SZÉLENERGIA,VÍZENERGIA,GEOTERMIKUS ENERGIA,STB.

nem pusztán napenergia, szélenergia, vízenergia és geotermikus energia stb., hanem azok egyben részei (adagjai) a globális energia-körfolyamnak.

METASTABIL VAGY RELATÍVE ISNTABIL ÁLLAPOTOK (Ld. 4. ábra)

29

METASTABIL VAGY RELATÍVE INSTABIL ÁLLAPOT

4. Ábra30

MEGÚJULÓ ENERGIÁK 3.

LEGKISEBB ENERGIAKÖZLÉS-LEGNAGYOBB HATÁS ELVE: A metastabil vagy relatíve instabil állapotokkal, körfolyamatokkal, illetve energia-láncokkal történő megfelelő mértékű energia közlés esetén a rendszer kimozdul a labilis egyensúlyi állapotból, s közben hatalmas mennyiségű energia szabadul fel. A metastabil vagy relatíve instabil állapotok pedig –megfelelő perturbáció esetén– stabil állapotokba is átvihetők. A folyamat nem lineáris, vagyis, viszonylag kis mértékű beavatkozás következtében óriási változás következhet be. (Small Input, Big Effect, szemben a Big input, Small effect-el.)

Mivel az energia-körfolyamok metastabil vagy relatíve instabil körfolyamatok, így az ún. megújuló energiák kicsatolásával ezeket az instabil állapotokat perturbáljuk. Emiatt a beavatkozás lavina-szerű folyamatokat indíthat el. Olyan kölcsönhatások alakulnak ki és működnek, mint például a szeizmo-ionoszférikus csatolás esetében.

“TERRAFORMING”: A KICSATOLÁS VAGY BEAVATKOZÁS VALÓDI BOLYGÓ-FORMÁLÓ ERŐ. (Ld. 5. ábra)

31

TERRAFORMINGa bolygóformáló erő

5. Ábra32

TÚLÉLÉS

Az emberiségnek nem akkor lesz esélye a túlélésre, ha új és bőséges energiaforrásokra talál, mert a történelem alapján látható, hogy ezek –mellékhatásként– csak egyre nagyobb mértékű környezetszennyezéseket hoztak magukkal. Hanem akkor, ha megtanulja a leckét, azaz ha minden munkára fogandó új gép vagy energiaforrás mellé leteszi majd az adott technológia teljes élettartamára vonatkozó természeti-környezeti hatástanulmányt is.

33