środa, 17 maja 2017

1958 - Trąby powietrzne w środkowej Polsce

Wiosna 1958 zapisała się jako chłodna, zwłaszcza za sprawą bardzo zimnego i śnieżnego marca. Chłodny i deszczowy był też kwiecień, kiedy to roztopy doprowadziły do poważnej powodzi na Bugu i Narwi. Dopiero na początku maja od południa zaczęło napływać zdecydowanie gorętsze powietrze. Jednak w naszym nieumiarkowanie zmiennym klimacie nie mogło to trwać długo, od północy napłynęła masa powietrza dużo chłodniejszego, polarnego.
15 maja na południu temperatury doszły do 30 stopni, na północy było zaledwie kilkanaście. Tak potężna różnica temperatur musiała zakończyć się burzami. Wprawdzie szkody od piorunów i gradu zanotowano wtedy w różnych częściach kraju, to wyjątkowe natężenie burze osiągnęły na terenach obecnych województw Łódzkiego i Mazowieckiego.

Po południu nad Rawę Mazowiecką nadciągnęła burza. Nie była zbyt aktywna elektrycznie ani nie przyniosła dużo deszczu. Najpierw zaczął padać grad przyjmując formę padających z rzadka dużych lodowych kul. A gdy większe opady przeszły, nadciągnął huragan:

"Wszystko trwało jakieś 3 do 4 minut, siedziałam właśnie w domu, przy stole, gdy nagle zrobiło się zupełnie czarno. Poderwaliśmy się z miejsca/. W tym momencie trzask, lecą szyby z okien. Przypadliśmy do ściany. W tej samej chwili runął dach. Gdy oprzytomnieliśmy było już po wszystkim. Padał tylko grad. Właściwie nie grad, lecz ogromne kawały lodu większe od kurzego jajka
- Czy było słychać grzmoty?
- Nie, tylko błyskało się raz po raz. Tak się złożyło, że tuż przedtem, nim się nagle ściemniło, spojrzałam na zegarek. Była godzina 17:57. O godz 18 huragan minął.[1]"
 Nad miastem pojawiła się wyjątkowo silna trąba powietrzna, która zdemolowała głównie południowo-wschodnią część miasta, w tym okolice rynku. Poważnie lub całkowicie zniszczone zostały 52 domy, 75 straciło dachy. Stanowiło to 50% ówczesnej zabudowy miasta.
Najbardziej uszkodzone zostały drewniane budynki, na budynkach murowanych zerwane zostały dachy, przewrócone kominy, czasem naruszone stropy i wyrwane fragmenty muru. Zawalił się między innymi budynek kasy spółdzielczej. Do szpitala miejskiego, który nie ucierpiał, przewieziono 30 ciężko rannych osób, około stu zostało lekko rannych, trzy zginęły na miejscu.

Ale Rawa nie była jedynym miejscem dotkniętym trąbą. Znalazła się właściwie na samym końcu długiego na 20 km szlaku. Pierwszą miejscowością w której powstały uszkodzenia było zapewne Staropole (w ówczesnej prasie Stare Pole). Następne były Petrynów, Czerwonka, Radwanka, , Dziurdziołów,  Chrusty, północna część Księżej Woli i zachodnia Boguszyc, centralnie PGR Tatar. Nieco bardziej na północ od tego pasa, uszkodzenia pojawiają się też w Teklinie, możliwe że przyczyną był towarzyszący burzy silny wiatr. Meteorolodzy którzy po burzy oglądali zniszczenia twierdzili, że kończyły się zaraz za Rawą [2], jednak prasa wymienia jeszcze leżące na przedłużeniu pasa Kaleń i Wolę Lesiowską.

W pobliżu gospodarstwa PGR zupełnie zniszczony został las o rozmiarach 200/500 metrów, drzewa połamane na wysokości metra nad ziemią wyglądały jak skoszone wielką kosą. Pnie były zwrócone na lewą stronę pasa, potwierdzając cykloniczny kierunek wirowania. Najbardziej dotknięte zostały Dziurdzioły, gdzie na 37 domów mieszkalnych całkowicie zniszczonych zostało 29, ponadto wszystkie obory i kilkadziesiąt pomniejszych budynków gospodarskich. Z wymienionych wsi kilka osób zostało ciężko rannych a kilkanaście lżej.


Mińsk
Rawa nie była jednak jedynym miejscem, jakie miało tego nieszczęście znaleźć się pod gwałtownym układem burzowym. W okolicy Mińska Mazowieckiego pojawiła się wieczorem druga trąba powietrzna, która wywołała poważne szkody w 17 miejscowościach. Korespondent prasowy pisał, że największe zniszczenia dotyczyły pasa szerokości 800 metrów i długiego na 30 km.
Wyznaczenie pasa zniszczeń jest trudne, bowiem różne źródła podają różne dane. Prasa generalnie jako pierwsze miejscowości wymieniała Lasomin i Starą Wieś koło Siennicy (Obecnie Siennica, okolice ulicy Dworkowej), jednak dzisiejsze źródła internetowe podają także leżące wcześniej Sufczyn, Wolę Sufczyńską a zwłaszcza Kołbiel, gdzie zupełnie zniszczone zostało 45% zabudowy. Następnie pas przechodził przez Zglechów, Swobodę, Łękawicę, Bożą Wolę, aby skończyć się w lasach na południe od Cegłowa. Pojawiły się też uszkodzenia w Siodle i Kątach, które leżą bardziej po bokach.

W Starej Wsi zginęła kobieta przygnieciona przez padające drzewo, 8 osób odwieziono do szpitala, kilkadziesiąt odniosło drobniejsze obrażenia. Łącznie całkowicie zniszczonych zostało 145 domów mieszkalnych, z czego najwięcej bo 90 w okolicy Siennicy, ponadto 155 stodół i 187 innych budynków gospodarskich. Uszkodzenia w lasach i polach notowano w całym powiecie mińskim i grójeckim, w różnym stopniu uszkodzonych zostało 1000 ha lasów i połowa zasiewów.

Rozmiar szkód powstałych tego dnia szacowano na 130 mln złotych.

Nowe Miasto nad Pilicą
Wprawdzie burze z 15 maja zanikły w ciągu nocy, lecz front oddzielający różne masy powietrza nie przesunął się zbyt daleko. Zaistniała w efekcie ciekawa sytuacja, bo w tej samej okolicy, koło Nowego Miasta nad Pilicą, następnego dnia przeszła kolejna trąba powietrzna o podobnej intensywności, mimo tego że na pewno powstała z całkiem nowego układu burzowego. Siła zjawiska była podobna lub nawet większa niż w Rawie, o czym może świadczyć najbardziej efektowna szkoda - wiatr uniósł w powietrze autobus ze szkolną wycieczką i przerzucił na odległość 30 metrów zrzucając go na dach. Kilkanaście dzieci zostało rannych.
Niedaleko rynku przetoczony został kiosk ze sprzedawczynią w środku. Większość dachów zostało zerwanych, 90 domów uszkodzonych a 19 zawalonych. Tornado miało postać leja otoczonego chmurą szczątków. W mieście i okolicach było wielu rannych. Ponoć jedna osoba zmarła [3].

Ale podobnie jak w poprzednich przypadkach obszar zniszczeń był dużo większy. Pas zaczynał się w okolicy wsi Góra, przechodził przez wschodnią część Nowego Miasta, dalej wzdłuż drogi na Mogielnicę, przez Wólkę Gostomską, Brzostowiec skończywszy się w lesie koło Otoląża po przebyciu około 10 km w pasie szerokim na 200 metrów. We wsiach całkowicie zniszczonych zostało 13 domów. W Brzostowcu poważnie uszkodzone zostało pierwsze piętro szkoły.

W Nowym Mieście znajdował się posterunek klimatologiczny, mierzący kilka parametrów jak maksymalna i minimalna temperatura, ciśnienie czy opad. Niestety jakie warunki mogły panować wewnątrz trąby się nie dowiemy, bo klatka meteorologiczna tego spotkania nie przeżyła.

Z wszystkich dotkniętych w tych dniach terenów wysłano do zakładów ubezpieczeniowych 2700 zgłoszeń szkód, w tym zniszczenie 280 domów, 600 stodół i 300 innych budowli. W województwie łódzkim pioruny wywołały 25 pożarów, a w kieleckim 19.


Wydarzenia te wywołały żywy oddźwięk w całym kraju, bo nie przypominano sobie aby w tamtej okolicy doszło kiedykolwiek do kataklizmu na podobną skalę. Nie było to zresztą także ostatnie takie zdarzenie - pod koniec czerwca deszcze na południu wywołały powódź w dorzeczu Wisły o rozmiarach zbliżonych do powodzi w 2010, w lipcu front z huraganowym wiatrem wywołał ogromne zniszczenia w rejonie Sandomierza a w sierpniu jeszcze w paru miejscach pojawiały się gwałtowne burze. Prasa dyskutowała czy anomalie te mają związek z plamami na słońcu, czy też z próbnymi wybuchami jądrowymi. Z czasem publicyści bardziej przychylali się ku temu drugiemu pomysłowi, podkreślając szkodliwe skutki prób naziemnych, oczywiście tych amerykańskich.

-----
[1] Życie Radomskie nr. 119, 19 maja 1958
[2] Stanisław Rafałowski "Trąby powietrzne w Rawie Mazowieckiej i Nowym Mieście (maj 1958), Gazeta Obserwatora PIHM nr 6.1958
[3] Agnieszka Napiórkowska "Tornado 1958" Gość Łowicki 11 maja 2008

* Życie Radomskie, 1958 nry:  118, 17 maja; 119, 19 maja; 122, 22 maja i 123, 23 maja 1958, Radomska Biblioteka Cyfrowa
* Głos Koszaliński 16 maja 1958 PBC Ksiaznica
*  Dziennik Bałtycki 19.05.1958, Bałtycka Biblioteka Cyfrowa
*  Dziennik Bałtycki 17.05.1958, Bałtycka Biblioteka Cyfrowa


niedziela, 7 maja 2017

Drobne rośliny kwiatowe (8.) - Czosnaczek

Roślina może nie drobna, bo w dobrych warunkach i gęstych zaroślach może sięgać do pasa, ale kwiaty ma niepozorne i nie ozdobne:
Dużo bardziej charakterystyczne są liście o zaokrąglonym karbowaniu, jasne i miękkie. Roztarte w palcach nabierają charakterystycznego czosnkowego aromatu, mogą być użyte jako przyprawa do dań, a ponieważ są miękkie i nie posiadają łykowatych żyłek, mogą być też zjadane jako sałatka. Nadają się zwłaszcza wiosną i wczesnym latem, później, gdy roślina przekwita, nabierają gorzkawego posmaku.
Korzeń krótki, palowy, łatwo daje się wyrwać. Przełamany pachnie bardziej jak chrzan i może być użyty jako jego zastępstwo.

Czosnaczek rośnie w miejscach ruderalnych, na poboczu dróg, na skraju lasów, wydaje się preferować miejsca zacienione i wilgotniejsze. Łatwo rozsiewa się z drobnych nasionek. Należy do rodziny kapustowatych (dawniej krzyżowe), jest więc spokrewniony z rzeżuchą, gorczycą i rzodkiewką, przy czym co ciekawe stanowi rodzaj monotypowy - rodzaj czosnaczek zawiera tylko jeden gatunek, czosnaczek pospolity.
Podobnie jak inne kapustowate zawiera olejki gorczyczne i glikozydy izotiocyjanianowe, które po uszkodzeniu rośliny (roztarciu liści) hydrolizują pod wpływem enzymów uwalniając ostry w smaku i zapachu izotiocyjanian allilu, odpowiadający też za smak musztardy czy ostry zapach chrzanu i wasabi.

W ostatnich latach obserwuję, jak jako mało znaną, ale przecież tradycyjną przyprawę promuje się czosnek niedźwiedzi. Pojawia się suszony w saszetkach a w sklepach ogrodniczych sprzedają sadzonki. Może udałoby się coś takiego też z łatwym w uprawie, okazałym i silnie pachnącym czosnaczkiem?

czwartek, 4 maja 2017

Zgasić Słońce wodą?

Czy możliwe by było zgasić Słońce polewając je wodą? Zupełnie - nie, ale na chwilę... teoretycznie... naginając trochę czasoprzestrzeń i logistykę...


Na pomysł tego wpisu naprowadziły mnie artykuły popularnonaukowe, które na podobne pytanie odpowiadały zawsze tak samo: dolewając do słońca wody tylko bardziej je rozgrzejemy.[1],[2].
Rozumowanie jest następujące - woda w wysokiej temperaturze gwiazdy będzie się rozkładać na wodór i tlen. Wodór jest dla gwiazdy paliwem, potrzebnym do przeprowadzenia reakcji termojądrowych, toteż dodanie nowej porcji tylko zwiększy ilość produkowanej energii. Ponadto dla dużych ilości wody masa słońca zostanie zwiększona na tyle, że wewnątrz wzrośnie ciśnienie i zwiększy się szybkość reakcji.
I otóż problem w tym, że w tym rozumowaniu kryją się pewne znaczące uproszczenia, które wpływają na końcową odpowiedź.

Słonce jest gwiazdą, a więc kulą gazu o tak dużej masie i grawitacji, że ciśnienie w jego jądrze dosłownie wciska jądra atomowe w siebie. Z połączenia się czterech jąder wodoru powstaje jedno jądro helu, o masie nieco mniejszej niż masa czterech jąder wodoru. Ta brakująca masa  jest zgodnie ze słynnym wzorem Einsteina zamieniana na energię. Ilość tej energii jest olbrzymia - mówi się że energia otrzymana z wodoru zawartego w szklance wody wystarczyłaby na pokrycie ziemskiego dziennego zapotrzebowania.
Jednak transport tej energii z jądra na zewnątrz gwiazdy jest bardziej skomplikowany i o wiele dłuższy niż by to się mogło wydawać.

Wnętrze gwiazdy wokół jądra jest złożone głownie z bardzo gęstej, mocno lub całkowicie zjonizowanej plazmy. Jest ona w dużym stopniu przezroczysta dla promieniowania, toteż transport energii odbywa się w niej głównie promieniście, poprzez światło, ultrafiolet, promieniowanie X i gamma. Jest to tak zwana strefa promienista, która w naszym Słońcu stanowi ok. 70% objętości,
Ze względu na ten duży stopień przezroczystości gradient temperatury w tej strefie jest względnie mały, mniejszy od gradientu adiabatycznego związanego z rosnącym w miarę głębokości ciśnieniem warstw gazu.
W takiej sytuacji nie następuje termiczna konwekcja, strefa ta nie jest więc dobrze wymieszana. Ze względu na dużą gęstość i obecność mimo wszystko nie całkiem zjonizowanych jonów, światło z jądra wiele razy jest pochłaniane i reemitowane, przez co jego druga do powierzchni trwa bardzo długo.

W miarę oddalania się od jądra plazma ochładza się i zwiększa się w niej udział jonów, zwłaszcza silnie pochłaniającego światło anionu wodorkowego. W efekcie w pewnym oddaleniu plazma staje się nieprzezroczysta, przekaz promienisty staje się nieefektywny, a główną rolę w przekazie energii przejmuje konwekcja, to jest ruch wznoszący gorętszych strumieni. Ta tak zwana strefa konwektywna zajmuje około 25% promienia naszego Słońca. To w tej strefie materia jest dobrze i dość równomiernie wymieszana.

Dopiero dalsze ochładzanie plazmy w zewnętrznych warstwach powoduje, że większość jonów i elektronów rekombinuje a głównym składnikiem staje się niezjonizowany gaz o wysokiej temperaturze. Jest on już na tyle przezroczysty, że wypromieniowywane przezeń światło wyrywa się w kosmos i po 8 minutach dociera do ziemi. Strefa ta, fotosfera, jest tym co widzimy jako powierzchnię słońca. Ma temperaturę około 5,6 tysięcy stopni, zdecydowanie mniej niż w jądrze (ok. 15 mln stopni).
Częste cykle pochłaniania i emisji w gęstym wnętrzu, oraz wolny transport energii w nieprzezroczystej strefie konwektywnej powodują, że fotony wytworzone w jądrze docierają do powierzchni słońca dopiero po czasie od dwustu tysięcy do miliona lat.

Sedno sprawy mogło wam umknąć w tych wyjaśnieniach, więc powtórzę tylko to co najważniejsze - tylko zewnętrzna strefa konwektywna jest dość dobrze wymieszana. W wewnętrznej, strefie promienistej, nie zachodzi mieszanie materii. A zatem dodatkowa porcja wodoru z wody zrzuconej na Słońce nie ma szans dotrzeć do jądra i wytworzyć więcej energii cieplnej. A zatem popularne tłumaczenia, że woda zrzucona na słońce je rozgrzeje, są błędne.
Również wzrost ciśnienia we wnętrzu gwiazdy nie spowoduje zbyt szybkiego wzrostu ilości energii wypromieniowywanej przez powierzchnię, bo jej transport trwa dość długo.

Pytanie zatem - czy gdyby użyć na prawdę dużej ilości wody i zrzucić na zewnętrzną warstwę słońca, dałoby się je choćby na chwilkę przygasić?

Całkowita moc promieniowania słońca to 3,86×1026 W. Tyleż więc dżuli energii wypromieniowuje całą powierzchnią w ciągu sekundy. Gdybyśmy zrzucili na słońce równocześnie tyle wody, aby to ciepło pochłonąć, może dałoby się na tą sekundę wystarczająco wychłodzić fotosferę, aby nie świeciła w zakresie widzialnym, a tym samym na chwilę przygasić słońce.
Zacznijmy wyliczenia od prześledzenia mechanizmu - zrzucamy na słońce wodę w formie lodowych brył, o temperaturze 0 stopni C. Ze względu na niskie ciśnienie ogrzewając się nie zamieni się ona w formę ciekłą tylko wysublimuje. Zamieni się zatem w parę która następnie zostanie ogrzana aż do temperatury termicznego rozkładu. Na koniec rozkład wody pochłonie kolejną porcję energii.
Do oszacowania ilości wody potrzebnej na pochłonięcie mocy promieniowania słońca potrzebne są pewne stałe fizyczne:


Entalpia sublimacji wody - 51,059 kj/mol[3]
Ciepło właściwe - 4,19 kj/kg*K (dla uproszczenia przyjmuję ciepło właściwe dla warunków standardowych, w rzeczywistości rośnie ono wraz z temperaturą)
temperatura rozkładu: wedle źródeł powyżej 4500 K woda ulega niemal całkowitemu rozkładowi na wodór i tlen a głównymi wykrywanymi składnikami są obojętne atomy i rodniki [4]
entalpia tworzenia - 285,8 kJ/mol

Przeliczmy więc to dla tony wody, zakładając że najpierw tona lodu sublimuje w temperaturze 0*C, potem powstała para ogrzewa się aż do 5 tysięcy stopni i następnie ulega rozkładowi na pierwiastki.

Tona lodu to 55555 moli wody. Na jej sublimację zużyje się (55 555*51,059) 2836583 kj energii. Ogrzanie par do 5000 K zużyje (55 555*4,19*4763) = 1108709468 kj energii
Rozkład zużyje (55 555*285,8) 15849842 kj energii
Razem 1127395893 kj czyli 1,1274*10^12.
Ponieważ należy pochłonąć 3,86×1026 J energii, potrzebnych jest około 300 000 000 000 000 ton lodu. Ilość ta rozłożona na powierzchni słońca (ok. 1520 mld km2) utworzyłaby warstwę grubą na 197 metrów. Już samo pokrycie słońca taką warstwą zatrzymałoby światło, przynajmniej na moment. Pochłonięcie jednosekundowej mocy promieniowania fotosfery miałoby jednak mniejszy wpływ niż całkowite przyciemnienie, bowiem spod spodu ochłodzonej warstwy promieniować będą warstwy głębsze i gorętsze. Niemniej już sama obecność dużej ilości jonów i rodników powstałych z rozkładu wody może spowodować częściowe osłabienie docierającego do ziemi światła.
----------
[1] http://www.what-if.pl/2013/03/krotka-pika-1.html
[2] http://wyborcza.pl/1,145452,18619223,kto-zgasi-slonce.html
[3] http://www1.lsbu.ac.uk/water/water_properties.html
[4]  https://www.researchgate.net/profile/Andrey_Samokhin/publication/226277308_Oxidizing_purification_of_water_using_thermal_plasma/links/54dd7e680cf28a3d93f96409.pdf?origin=publication_detail