(c) Graphicstock

Trocha paradoxních výpočtů: Co se stane, když led roztaje

Pokles hladiny po roztátí ledu v mnoha možných podobách. Kouzla s hustotou i gravitací.

Klimatičtí aktivisté s oblibou varují, že kvůli oteplování nejprve roztaje led a poté řádně stoupne mořská hladina. Což o to, mořská hladina opravdu stoupá, alespoň někde, ale celé je to dost jinak. Jak spočítal (nebo převzal výpočty jiných) Bjorn Lomborg (myslím ve své druhé knize Zchlaďte hlavy, ne ve Skeptickém ekologovi, který autora proslavil), růst mořské hladiny vyplývá prostě z teploty. To, že v hrníčku chladnoucího kafe nebo teplajícího koktejlu člověk nepozoruje nějaké změny objemu, nic moc neznamená.
S teplotou hustota vody klesá (alespoň od té známé anomálie u 4 °C), v obrovské vrstvě oceánů hraje roli i desetina stupně. Naopak trochu roztátého ledu na tom už mnoho nezmění. Navíc když taje led plovoucí na hladině, její výše se nezmění (jak vyplývá z Archimédova zákona). Mírně by přispívalo tání ledovců pevninských, jenže zase třeba taková data o tání ledu na Antarktidě zdaleka jednoznačná nejsou. (Dokonce ani při celkovém oteplení led nemusí tát, protože větší oteplení tropů znamená více vody v atmosféře, více srážek v polárních oblastech a růst ledovců, i když se celková průměrná teplota zvýší. A pak mořská hladina stoupne, i když bude ledu přibývat.)
Jinak ne že by tání suchozemských ledovců nemohlo být nějak závažné, ovšem spíš z jiného důvodu než kvůli samotné hladině moří. Povrch tím ztmavne, takže může dojít ke kladné zpětné vazbě a oteplování bude pokračovat.
Vše výše uvedené by si jistě zasloužilo pečlivé zazdrojování, nicméně toto je glosa směřující k něčemu trochu jinému. Výše se ukazuje, že některé jevy jsou složité a výsledky mnohdy paradoxní. Takže ještě několik nápadů.
I když pomineme onu anomálii při 4 °C, hustota vody neroste v závislosti na teplotě lineárně. Slitím dvou různě teplých půllitrů se nezíská litr. Roztátím ledu hozeného do vody se tato voda ochladí, hustota zvýší, objem klesne. Nedalo by se docílit toho, že by poté, co do hrnce vhodíte kousek ledu, hladina naopak klesla? Byl by to velmi půvabný experiment, který by se dal škodolibě předvádět lidem bojícím se zatopení světa táním ledovců. A ještě lépe bez ohledu na tyto řekněme ideologické hrátky by to celé byl úžasně antiintuitivní jev, opravdové „kouzlo“. Kousek ledu by mohl mít klidně 5 K (no dobře, pak by to nešlo předvádět doma) a být maličký, vodu by ochladil hodně; nejlépe hodně teplou – a to proto, že hustota vody klesá rychleji při vyšších teplotách (mezi 70 a 90 °C rozhodně více než mezi 10 a 30 °C). Ať jsem počítal, jak jsem počítal, bohužel mi ale nikdy nevyšlo, že by to takhle mohlo fungovat (tedy v poctivě provedeném experimentu jinak tepelně izolovaném od okolí; po vhození kousíčku ledu do horkého bazénu třeba hladina maličko klesne prostě proto, že bazén tak jako tak chladl). Ale třeba počítám špatně/neúplně. Další věc samozřejmě je, zda taje sladký led nebo zmrzlá mořská voda, pak se hustota mění nejen s teplotou, ale i slaností… Dá se takto dopočítat k nějakému opravdu důkladně paradoxnímu výsledku?
Skutečně kuriózní věc uvádí Randall Munroe v knize Jak na to (Práh 2020). Když roztaje velký pevninský ledovec, v okolí zjistíme, že mořská hladina klesla. To se zmiňuje i jinde, ovšem ve smyslu, že se potom země zvedá, již netížena ledem (a to asi bude probíhat spíše v delším časovém měřítku; bez dalšího dohledávání bych se ovšem neodvažoval odhadnout toto měřítko ani řádově). Munroe má ovšem na mysli jiný, okamžitě působící jev. Hladina moře byla totiž gravitačně přitahována k velké mase ledovce, takže na daném místě byla vypouklá. Po roztátí pevninského ledovce hladina moře celkově stoupne, nicméně na daném místě naměříme pokles (jinde hladina tedy stoupne naopak o víc než o objem ledu, dalo by se zase argumentovat). Autor je sympaticky technokratický, nicméně by mě vůbec nepřekvapilo, kdyby do svých textů záměrně zamíchal i nějaké mystifikace (a samozřejmě se mohl dopustit i chyb neúmyslných).
Takže – jak se má tohle, tento také velmi půvabně antiinuitivní jev opravdu existuje? (A sekundární otázka, člověk projde výukou fyziky na x stupních včetně VŠ, ale úlohy tohoto typu, kombinujících různé jevy a nutící odhadovat, co lze spíše zanedbat, v učebnicích nějak zcela scházely. Nebo se už dnes předmět učí jinak? Nebo se tohle prostě učit nedá a zbývá… zkušenost, přirozená inteligence nebo co vlastně?)

Kvantový původ vědomí nedokázali

Nositel Nobelovy ceny za fyziku Roger Penrose kdysi navrhl, že by podstatou vědomí mohlo být …

11 comments

  1. Tomáš Pilař

    Paradoxních závěrů na téma globálního oteplování je spousta. Můj soukromý, ale velmi intenzivní dojem je ten, že vždycky šlo o vyvolání maximální paniky, aby se něco prosadilo (nějaký nesmysl).

    Jenom namátkou:
    „roztaje led v Arktidě – utopíme se“, no neutopíme protože platí Archimedův zákon
    „roztaje led z Arktidě – umřou lední medvědi“, no neumřou, pokud jako druh přežily cca 40 meziledových dob, které byly delší a teplejší než tato
    „okyselují se oceány – umřou korály“, no neumřou protože pokud tu jsou od prvohor (jsou) tak přežily mnohem větší klimatické kotrmelce
    „odlesňuje se Amazonie, plíce planety – udusíme se“, no neudusíme, protože Amazonie neukládá žádný uhlík (produkuje právě tolik kyslíku kolik ho spotřebuje její trofická pyramida konzumentů)
    „otepluje se – utopíme se, protože tepelná roztažnost vody“, no neutopíme, protože teplota oceánů se podstatně mění pouze v povrchové vrstvě a ta neudělá dost velkou teplotní roztažnost
    „otepluje se – bude víc pouští“, no lokálně možná ano, ale ve skutečnosti se pouště zmenšují, protože větší podíl CO2 ve vzduchu umožňuje rostlinám líp hospodařit s vodou (mít déle zavřené průduchy)

    a naopak vůbec nejsou diskutovány následující jevy:

    “ otepluje se, víc metanu se uvolní z metanhydrátů za polárním kruhem“ nikdo se to nepokusil kvantifikovat, pravděpodobně to bude velmi významné, nedá se to ovlivnit (a pak je úplně zbytečné omezovat chov skotu v Holandsku, protože jde o kapku v moři)
    “ do moří jsou splavovány tisíce km3 splavenin, jak se to projevuje na výšce hladiny“, jde o jev obtížně kvantifikovatelný, tak se s ním nikdo nezabývá (nejde pouze o makroskopické části, ale také o ionty a gely, které se vysráží později)

    Pozoruhodné je že o většině (= všech) výše popsaných bodů lze diskutovat už na úrovni gymnaziálních znalostí a nikdo to nedělá (místo toho posloucháme Grétu)

  2. Pavel Houser

    lze jen souhlasit. btw, taky povazuju ten metan za podstatny aspekt. i proto, ze jsem cetl teorii, ze to bylo prave pestovani ryze na zavodnovanych polich a z toho plynouci produkce metanu, co prerusilo cyklus ledovych dob – dalsi nastupujici ochlazovani.

  3. Tomáš Pilař

    Na komentář k rýžovým polím jsem taky narazil, ale:
    – nebylo tam srovnání s dosavadními producenty metanu (říční delty, jezera, moře mělká, moře hluboká, tundra,…), takže vůbec není jasné jaký podíl extra metanu vzniká. Proto jsem interpretačně opatrný (předběžně tomu nevěřím)
    – extra metan (metan navíc) je v případě půdy jenom alternativou CO2 (buď se při rozkladu org. hmoty uvolní CH3 nebo CO2). Představuje metan opravdu reálný problém, když je v atmosféře posléze oxidován na CO2 (v rámci zjednodušení CH3 zmizí, místo něj se objeví CO2, který zůstává)?

  4. Pavel Houser

    to je pravda, ze CH4 neni v atmosfere stabilni a zoxiduje se, ale pri stalem doplnovani tam proste porad bude a je-li o tolik sklenikovejsi nez CO2, pak muze hrat roli vyznamnou. jinak mi v tom vsem prijde hezka treba ta uvaha, ze pozorovane oteplovani je mj. dano „cistenim vzduchu“, odsirovani etc., takze mene aerosolu atd. klasicky spinavy prumysl produkci tohoto cca kompenzoval narust co2. nevim, zda toto nekdo kvantifikoval. ovsem napadne je, ze 90. leta, kolaps klasickeho spinaveho tezkeho prumyslu ve vychodni Evrope atd.

  5. Stanislav Florian

    Článek zvažuje:“ Roztáním ledu hozeného do vody se tato voda ochladí, hustota zvýší, objem klesne.“
    Komentář:
    a) Led vhozený do vody v přírodních podmínkách roztaje, čili se zvýší hmotnost vody a tím i její objem. Pokles hladin oceánu v dobách ledových je prokázán ( třeba 100 m), stejně jako naopak nárůst hladiny oteplováním.
    b) Hydráty methanu jsou na dně oceánů , kde je teplota 4°C-6°C , třeba v 6 km někde v Karibiku. Povrchové a hlubinné vody oceánu se promíchávají v řádu 1000 let.
    Takže nejde o hydráty methanu v Severním oceánu( uvedeno v diskuzi) , ale o tání a rozklad permafrostu a uvolnění CH4.
    c) Teplotní roztažnost vody ovlivňuje zvýšení hladiny oceánů asi ze 40%, ve většině oceánů ( kromě polárních oblastí) směrem dolů do hloubky teplota podstatně klesá. Takže v řádu sledovaných klimatických cyklů (30 let) jde převážně o teplotu povrchové vody, ne hlubinné.
    60% nárůstu hladiny je tání pevninských ledovců.
    http://zmeny-klima.ic.cz/ledovce-a-klima/ledovce-1-dil/index.htm
    http://zmeny-klima.ic.cz/ledovce-a-klima/ledovce-1-dil/narust-hladiny-oceanu-za-rok.jpg
    d) Roztáním pevninského ledovce Grónska by se hladina oceánu zvýšila o 7 m. Jestliže teplota vzduchu bude tak vysoká, že pevninský led roztaje, tak to znamená, že se celková teplota zvýšila. Jinak by neroztál. Takže úvahy, že roztáním pevninských ledovců se teplota oceánu ochladí, jsou mimo. Oteplí se oceány, vzduch i pevnina, voda má proti zemi a vzduchu už vůbec vysoké měrné teplo, tedy oceán teplotu stabilizuje, ale nemůže jít oceán proti celkovému oteplení.

  6. Pavel Houser

    nikterak nezpochybnuju, ze v dobe ledove byla hladina nize, nebo ze vhozenim ledu do sklenice s vodou a jeho roztatim se hladina zvedne; ba podle vseho i vhozenim kousku ledu 8K do vody teple 90 C – ale zkuste taky pocitat, byl by to hezky experiment, kdyby vysel naopak… (v nejake jinak tepelne izolovane soustave, samozrejme)

  7. Tomáš Pilař

    Pro p. Floriana:
    máte diskusní příspěvek strukturovanaý, ale z ničeho neplyne k čemu (jakému textu) se vyjadřujete (chvíli je to zdrojový text, chvíli informace v diskusi).
    Odkazovaný dokument v bodě „c“ je obsáhlý, zahrnuje mnoho správných/uvěřitelných informací, ale nedokážu ověřit jestli jsou informace správné ve svém souhrnu (= jestli jsou z nich vyvozovány správné informace). Pochybnosti ve mě vyvolávají myšlenkové konstrukce/informace jako jsou:
    – „na zvyšování hladiny oceánů se podílí čerpání podzemních/ artézských vod“ což je mylná interpretace (chyba), čerpáním podzemních vod se lokálně může měnit profil mořského dna (třeba kolem Benátek) s hladinou světových oceánů to nepohne. Ostatně pohyb litosférických desek mění profil mořského dna taky, stejně jako splavování materiálu
    – podíl tepelné roztažnosti vody na zvyšování hladiny byl změněn z 40% na 30 % (buď ten podíl je výsledkem výpočtu/ simulace) nebo je to odhad vycucaný z prstu. Budí to ve mě intenzivní dojem druhé varianty.
    Lze s Vámi souhklasit, že podstatný vliv na výšku hladiny oceánů má změna rozsahu pevninských ledovců, nepůjde ale o malé horské ledovce (např. Himaláje), ale o rozsáhlé ledovce pevninské (Grónsko, Antarktida). V každém případě je ale potřeba měřit jejich objem, nikoliv pozici čela/ morény (pozice čela morény spíš závisí na teplotě, objem ledovce spíš závisí na srážkách). Lze předpokládat, že za vyšších teplot bude víc srážek, objem ledovce poroste, ale čelo bude ustupovat. Všimněte si jak málo informací je poslední dobou z Antarktidy, podle všeho objem ledovce narůstá, tak se tahle informace moc nehodí do mediálního mainstreamu.
    Prosím buďte adresnější k čemu se vyjadřujete, například podíl metanhydrátů byl odkazován za polárním kruhem, nikoliv specificky v Severním oceánu. Diskusní příspěvek mířil k tomu, že tam metanhydrát je, často ve velkém množství , ale nikdo se to nepokusil kvantifikovat. A pokud ohřejem tundru/ Severní ledový oceán, tak se pravděpodobně metan uvolní v takovém nožství, že nemá smysl řešit jeho ostatní antropogenní zdroje (prdící krávy, rybníky, pole) a nanejvýš tomu můžou sekundovat úniky při těžbě. Samozřejmě pokud budem řešit ptákoviny, nedokážem rozpoznat/vyřešit to podstatné.

  8. Stanislav Florian

    Pane Pilaři, píšete :“– extra metan (metan navíc) je v případě půdy jenom alternativou CO2 (buď se při rozkladu org. hmoty uvolní CH3 nebo CO2). Představuje metan opravdu reálný problém, když je v atmosféře posléze oxidován na CO2 (v rámci zjednodušení CH3 zmizí, místo něj se objeví CO2, který zůstává)?“
    Komentář: Methan má vzorec CH4, rád takovou diskuzi ukončil. Životnost CH4 v atmosféře je asi 15 let, ale obnovuje se a jeho podíl roste.
    Píšete :““– podíl tepelné roztažnosti vody na zvyšování hladiny byl změněn z 40% na 30 %.“
    Komentář : 42% jako vliv tepelné roztažnosti uvádí
    https://cs.wikipedia.org/wiki/Vzestup_hladiny_oce%C3%A1n%C5%AF
    „V letech 1993–2018 se tepelná roztažnost vody podílela na zvyšování hladiny moří 42 %, tání ledovců mírného pásma 21 %, Grónska 15 % a Antarktidy 8 %.[3]“

  9. Stanislav Florian

    Pan Pilař píše :– „na zvyšování hladiny oceánů se podílí čerpání podzemních/ artézských vod“ což je mylná interpretace (chyba), čerpáním podzemních vod se lokálně může měnit profil mořského dna (třeba kolem Benátek) s hladinou světových oceánů to nepohne“
    Komentář : Váš omyl.
    https://ekolist.cz/cz/zpravodajstvi/zpravy/vycerpavani-zasob-podzemni-vody-ma-vliv-i-na-zvysovani-hladiny-mori
    „Podle propočtů německé vědkyně přispělo v letech 2000 až 2009 čerpání podzemní vody ke zvýšení mořské hladiny o 0,31 milimetrů ročně. Je to asi desetinný podíl na celkovém zvyšování hladiny.“
    Pan Pilař píše :“Lze s Vámi souhlasit, že podstatný vliv na výšku hladiny oceánů má změna rozsahu pevninských ledovců, nepůjde ale o malé horské ledovce (např. Himaláje), ale o rozsáhlé ledovce pevninské (Grónsko, Antarktida).“
    Komentář: Úbytek ledovců mírného pásma je podstatný.
    https://cs.wikipedia.org/wiki/Vzestup_hladiny_oce%C3%A1n%C5%AF
    „V letech 1993–2018 se tepelná roztažnost vody podílela na zvyšování hladiny moří 42 %, tání ledovců mírného pásma 21 %, Grónska 15 % a Antarktidy 8 %.[3]“
    Pan Pilař píše :“„odlesňuje se Amazonie, plíce planety – udusíme se“.
    To snad ani nemá cenu komentovat. To jste vymyslel nebo kde čtete takové nesmysly?
    https://www.novinky.cz/veda-skoly/clanek/amazonsky-prales-plicemi-planety-mytus-40294554
    „Navzdory obecným představám amazonský prales neprodukuje 20 procent kyslíku. Je to spíš 6 % či méně,“

  10. Tomáš Pilař

    Pane Floriane, máte pravdu ukončíme diskusi. Pokud jsem se snažil sdělit, že emise metanu ze zdojů, které člověk přímo nemůže ovlivnit (z metanhydrátu kvůli oteplování za polárním kruhem, jedno jestli jde o permafrost nebo o bahno na dně moře) se nikdo nepokusil kvantifikovat a pak je asi zbytečné dělat opatření „na prdící krávy“ protože se velmi pravděpodobně oba zdroje budou lišit o několik řádů (=krávy jsou zanedbatelné) a vy jste četl něco jiného (pravděpodobně „nevěří naměřené koncetraci metanu“), tak zjevně používám češtinu způsobem vám nesrozumitelným. Omlouvám se, jinak to neumím.
    V mém světě, pokud máme uvěřitelnou změnu koncentrace (máme), tak je potřeba hledat zdroj , který by jí mohl způsobit (velký a nový). Když to nikdo nedělá (nebo se mu nedostává sluchu), tak je něco blbě. Zatím čtu o plánech na razatní řešení pidizdrojů (vymlátit krávy v Holandsku). Z Vašeho světa mi odpovídáte, že koncetrace metanu stoupá a udělal jsem překlep ve vzorečku. V obou případech máte pravdu, akorát ten první je mimo téma a ten druhý je prkotina.

  11. ja jsem tak uvažoval kolik šílených peněz se vráží do zbrojení a válčení.
    a teď kdyby se tyhle zdroje použily jinak, na pobřeží afriky by se postavilo několik jaderných elektráren
    a případně i jiných zdrojů elektřiny, udělaly by se odsolovací závody na vodu a postupně od kraje by se natahovaly roury do sahary a ta by se začala zatravňovat, zpevňovat povrch, postupně by se přídávaly
    další úrovně rostlin až by vznikl les a prales. kolik peněz by to stálo a jak dlouho by to mohlo trvat?

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *

Používáme soubory cookies pro přizpůsobení obsahu webu a sledování návštěvnosti. Data o používání webu sdílíme s našimi partnery pro cílení reklamy a analýzu návštěvnosti. Více informací

The cookie settings on this website are set to "allow cookies" to give you the best browsing experience possible. If you continue to use this website without changing your cookie settings or you click "Accept" below then you are consenting to this.

Close