Co prozradil antarktický led

Globální oteplování je v současnosti velmi frekventované slovo, i když správnější termín jsou klimatické změny, v rámci kterých sledujeme především křivky (globální) teploty a množství CO₂ v atmosféře.

Alarmisté tvrdí, že lidská činnost (vypouštění CO2 do atmosféry,...) způsobuje v současnosti pozorované klimatické změny - nárůst teploty o 0.6 °C za posledních 40 let. Nicméně klimatický systém je velice složitý nelineární systém, kde se projevuje efekt motýlích křídel, tedy malá změna v počátečním čase může způsobit pozdější velké změny v klimatickém systému. V zásadě tedy nelze vyloučit určitý vliv člověka na globální oteplování, nicméně za počátečními změnami může stát cokoliv, a tedy nelze zatím jednoznačně říci, kdo může za globální oteplování, možností je prostě více...

Zemské klima je především dlouhodobě i krátkodobě ovlivňováno sluneční aktivitou. Zásadní efekt na pozemské klima má i sluneční vítr, který se skládá z nabitých částic. Tyto částice často způsobí změny v rozložení tlakových výší a níží - zásadní vliv mohou tedy mít velké sluneční erupce provázené uvolněním obrovského množství elektricky nabité hmoty. Tyto erupce jsou navíc docela nepravidelné...

Předpokládejme, že lidská činnost je nejvýznamnější příčinou současných klimatických změn. Pak by to muselo znamenat, že lidmi vypouštěné skleníkové plyny jsou jednoznačnou příčinou v současnosti pozorovaného nárůstu teploty, tedy že nárůst CO₂ v atmosféře vyvolává nárůst globální zemské teploty. Ono to tak jednoduché není, jak dokládá výzkum ledových vrstev u vědecké stanice Vostok v Antarktidě, viz následující obrázek (časové křivky teplot a množství CO₂ v atmosféře (ppm) )
Odtud např. vyplývá:

1. před 46000 lety nastává lokální maximum křivky CO₂ ( viz 2 na obrázku), což ovšem nastalo asi 2000 let po lokálním maximu křivky teploty (1).
2. V časovém intervalu (-38000, -33000) roste křivka CO₂ , nicméně křivka teploty má klesající tendenci.
   
3. Teplota dosáhla vrcholu před 32000 lety (viz 3), kdežto úroveň CO₂ ještě asi 2000 let pokračoval v růstu, než dosáhla svého maxima (viz 4).

Tedy je zřejmé, že prvotní je nárůst teploty a teprve pak nastupuje zvýšená hladina CO₂.

Zvýšená hladina CO₂ v atmosféře pravděpodobně není spouštěcím mechanismem nárůstu teploty, ale je důsledkem předchozího nárůstu teploty. Lze říci, že tato situace je obdobná uvězněnému CO₂ v láhvi šampaňského. Pokud zahřejeme láhev šampaňského, tak se CO₂ bouřlivě projeví při otevírání láhve. Na Zemi je podobně CO₂ uvězněno v mořích (korály), takže nárůst teploty může CO₂ uvolnit zpátky do atmosféry, což vede k opětovnému nárůstu teploty...

zdroje: Eye-opener on Global Warming, Vostok Ice core,

Čím nás překvapí Merkur

Merkur zatím zkoumala pouze jedna kosmická sonda, je na čase, aby vyslat další sondy k této málo probádané planetě

Brzy to bude rok, co se Merkur stal nejmenší planetou sluneční soustavy (Pluto bylo degradováno na trpasličí planetu). Rovněž malé je i množství informací, které vědci o této planetě nejbližší ke Slunci mají k dispozici a dá se říci, že je to dosti záhadná planeta. Největší záhadou je asi přítomnost magnetického pole, které by podle dosavadních teorií tato planeta neměla mít. Merkur má sice slabé (1 % Zemského pole), ale přesto měřitelné magnetické pole. Pro planety zemského typu je pro vytvoření magnetického pole nutná přítomnost tekutého jádra, jenže Merkur je příliš malý na to, aby si tekuté jádro dlouhodobě udržel. V tomto roce byla tato záhada částečně rozluštěna. Analýzou radarových pozorování bylo zjištěno, že alespoň vnější část jádra je tekutá.

Další záhadou je jak vypadá povrch planety. Neboť zmapováno bylo pouhých 45 % povrchu planety. Toto zmapování bylo výsledkem zatím jediné sondy, která Merkur zkoumala - Mariner 10. Tato sonda vykonala celkem tří průlety kolem Merkuru mezi léty 1974 až 1975. Jelikož na dno některých kráterů nedopadnou sluneční paprsky je možné, že na Merkuru se může nacházet vodní led. Sonda Mariner 10 se postarala o překvapení, když objevila, že Merkur má sice velmi slabou, ale přesto zřejmou atmosféru. U takto Slunci blízké planety (cca 58 mil km) se to rozhodně nečekalo. Bude zajímavé studovat v budoucnu interakci této atmosféry se slunečním větrem.

Celkem je tedy těch záhad dost a je na čase, aby lidstvo vyslalo k Merkuru další výzkumnou sondu. Prvního posla k Merkuru vypustila 3. 8. 2004 americká NASA, jeho jméno je MESSENGER (MErcury Surface, Space ENvironment, GEochemistry and Ranging). Pro ušetření energie při cestě vykoná tato sonda několik těsných průletů kolem planet (získá tak nebo ztratí kinetickou energii)

1. 1. 8. 2005 kolem Země,
2. 23. 10. 2006 a 6.6 2007 kolem Venuše
3. 14. 1. 2008, 6. 10. 2008 a 29. 9. 2009 kolem Merkura

Po těchto složitých manévrech bude v březnu 2011 navedena na eliptickou oběžnou dráhu kolem planety Merkur ve vzdálenosti 200 až 15 000 km od povrchu.

Sonda o rozměrech 1,27 m x 0,71 m x 1,05 m a hmotnosti 988 kg bude operovat velmi blízko slunce, proto se musí chránit před slunečními paprsky (které by sondu mohly zahřát na 500 °C) keramickým štítem. Díky němu budou moci přístroje pracovat při teplotě 20 °C. Messenger se zaměří na výzkum magnetického pole, povrchu, geologických vrstev, atmosféry a slunečního větru. Výzkum bude trvat asi jeden rok.
Přístrojové vybavení sondy Messenger

Ani Evropa (ESA) nechce zůstat pozadu,

a tak spolu s Japonci (JAXA) naplánovala na rok 2014 start sondy BepiColombo. V podstatě se jedná o trojitou sondu. ESA vyrobí modul MPO (Mercury Planetary Orbiter), japonská kosmická agentura vyrobí MMO (Mercury Magnetospheric Orbiter).
Třetí modul MTM (Mercury Transfer Module) vyrobí opět ESA a jeho úkolem je dopravit obě sondy k Merkuru. Bepicolombo poháněná iontovým motorem při cestě rovněž využije průletů kolem planet (náš Měsíc, Země, Venuše a Merkur). Po přiblížení k Merkuru se obě sondy oddělí od transportního modulu a oba moduly se dopraví na své místo vlastními (teď již konvenčními motory) kde budou provádět svůj důkladný průzkum (geologie, atmosféra a magnetické pole Merkura, testování obecné teorie relativity).
Uvidíme tedy, co se dozvíme nového.





Zdroje a další informace:
astro.cz, wikipedia, wikipedia, ian.cz, astro.cz, http://messenger.jhuapl.edu/, http://bepicolombo.esa.int/science-e/www/area/index.cfm?fareaid=30

LCS - nové lodě pro boj v pobřežních vodách

Mezi nejčastější typy vojenských lodí patří fregaty (výtlak mezi 2,5 - 4 tunami, např. lodě třídy Oliver Hazard Perry). Jejich posláním bylo doprovázet obchodní nebo letadlové lodi a chránit je především před nepřátelskými ponorkami.

Během studené války opět přicházela v úvahu bitva o Atlantik - pokud by v případě ruského útoku jednotky NATO dokázaly zastavit prvotní ruský tankový útok, pak by opět nastala poziční válka a třetí světovou válku by vyhrála ta strana, která by dokázala na frontu dopravit více vojenského materiálu. Evropa by přežila, pokud by přežily námořní konvoje převážející zbraně z USA (scénář třetí světové války byl výborně nastíněn v knize Toma Clancyho Rudá bouře).

V devadesátých letech skončila studená válka a s ní se změnila i role vojenského námořnictva, které je nyní jedním z klíčových prvků v boji proti terorismu. Námořnictvo bude operovat především v pobřežních vodách - zrodily se nové třídy

1. ponorek - třída Virginia,
2. torpédoborců - budoucí třída DD(X),
3. křižníků - budoucí třída CG(X),
4. fregat - budoucí třídy Freedom a Indenpendence.

Obě budoucí třídy fregat spadají pod vývojový program LCS (Littoral combat ship), který se zrodil v roce 2004, kdy bylo rozhodnuto, že firmy Lockheed Martin (LM) a General Dynamics (GD) postaví každá dva prototypy. První prototyp lodi firmy LM byl spuštěn na vodu 23. 9. 2005 a byl pojmenován USS Freedom (LCS-1) GD v současnosti dokončuje loď, která nese jméno USS Indenpendence (LCS-2). Loď LCS-4 bude dokončena asi za dva roky, kdežto LCS-3 firmy LM postavena nebude, neboť americké námořnictvo kvůli rostoucím nákladům odstoupilo od kontraktu.



Oba projekty firem LM a GD se od sebe koncepčně liší, mají mít ale přibližně stejné výkony. LM vsadila na klasické jednotrupové provedení (délka 115.5 m, ponor 3,7 m, výtlak 2.5 t, rychlost 45 uzlů (=námořních mil/hod) ). Pohonná jednotka se skládá z plynových turbín a dieselových motorů, které pohánějí vodní trysky. Jejím úkolem budou operace v pobřežních vodách: protiponorkový boj, boj proti hladinových cílům a vyhledávání min. Z lodi mohou také operovat malé čluny, ať již pomocí lodní rampy nebo pomocí dveří na pravoboku. V příďové části paluby se mohou nacházet různé zbraně, zejména automatické dělo ráže 57mm. Nad vrtulníkovým hangárem se nachází odpalovací zařízení protiletadlových raket RAM.

Firma GD naopak vsadila na trimaran , tedy na loď se třemi trupy. Loď bude mít následující charakteristiky: délka 127 m, ponor 4,5 m, výtlak 2748 t, rychlost až 47 uzlů. Pohon kombinuje plynové turbíny a dieselové motory, které pomocí generátorů pohání vodní trysky.


U obou lodí se předpokládá podobná elektronická výbava založená na pokročilém víceúčelovém 3D radaru. Podobná bude i výzbroj:

• - víceúčelové dělo ráže 57 mm, torpédomety
• - obrané vypouštěcí zařízení klamných cílů SRBOC, Nulka,
  
• - vypouštěcí zařízení protiletadlových raket krátkého dosahu RAM,
• - 2 x námořní vrtulník SH-60 Seahawk (nosič radaru, ponorného sonaru, torpéda Mk-46, protilodní střely AGM-119 Penguin, univerzální střely AGM-114 Hellfire), bezpilotní létající prostředky.
  

Nejzajímavější je právě schopnost nést dva vrtulníky Seahawk. Pomocí těchto vrtulníků mohou fregaty účinně bojovat proti ponorkám ve větší vzdálenosti od mateřské lodi, mohou napadat nepřátelské raketonosné rychlé čluny či pomocí raket Hellfire útočit na cíle na pobřeží. Teroristé se mají tedy čeho obávat.

Zdroje a další informace:
Wikipedia (1, 2, 3), military.com, global security,

Nalezení hodnot kořenů polynomu

Velmi často se v matematice a dalších přírodních vědách dostaneme do situace, kdy potřebujeme nalézt kořeny nějakého polynomu. Polynomem budeme rozumět výrazPolynom (mnohočlen) má jednu velmi hezkou vlastnost: v každém bodě uzavřeného intervalu je spojitý. Uvažujme polynom

Nalezněme všechny jeho reálné kořeny. Nejprve určeme intervaly, kde se kořeny mohou nacházet, viz minulý příspěvek. Platí: A=10, B=10 ( ξ_k, k=1,2,3 jsou kořeny)

Tedy kořeny našeho polynomu mohou ležet pouze ve dvou intervalech: I1= [-11,4/9] nebo I2=[4/9,11]. Nyní se budeme snažit najít nějaký menší podinterval intervalu I1 nebo I2, kde leží nějaký kořen. Spočítáme pak pomocí Hornerova schématu hodnoty polynomu v krajních bodech uvažovaného podintervalu a pokud bude platit, že hodnoty polynomu v krajních bodech mají opačná znaménka, pak máme jistotu, že v uvažovaném intervalu leží alespoň jeden kořen.

Spočítejme např. hodnoty polynomu v -4,-3,-2,-1 a 0.4444, 1.4444, 2.4444 a 3.4444, vyjde

aOdsud vyplývá, že -4 je jedním z kořenů, neboť P(-4)=0. Dále vidíme, že hodnota polynomu na 0.4444 je kladná a na 1.4444 je záporná, takže v intervalu [0.4444 , 1.4444] musí ležet kořen a podobně i v intervalu [1.4444 , 2.4444] leží také kořen. Nyní můžeme použít nějakou numerickou metodu. Pro polynomy je vhodná zejména Newtonova metoda. Newtonova metoda se zapisuje ve tvaru

Tedy Newtonova metoda generuje posloupnost x⁰, x¹, x², ..., která za určitých předpokladů (funkce je spojitá na daném intervalu, který je dostatečně malý a má zde kořen a spojité derivace až do druhého řádu) konverguje k přesné hodnotě kořene polynomu.

Newtonova metoda se také nazývá metoda tečen, neboť x^k+1 představuje průsečík tečny polynomu P (na obrázku je obecná funkce f) v vodě x^k s osou x. Viz Obrázek (x⁰ je počáteční aproximace, x¹ je náš průsečík, ve kterém se sestrojí další tečna)Zkusme vypočítat Newtonovou metodou přibližnou hodnotu kořene našeho polynomu uvnitř intervalu [0.4444 , 1.4444]. Jako počáteční aproximaci zvolme levý krajní bod intervalu tedy x⁰ = 0.4444, další aproximace je rovna


a další aproximace: x² = 0.9928, x³ = 1.0000 a x⁴=1.0000. Dosazením 1 do předpisu polynomu P zjistíme, že 1 je skutečně kořen. Zcela analogicky zjistíme, že kořenem je i 2.

Newtonova metoda (pro polynomy) vytváří posloupnost, která konverguje k přesné hodnotě kořene, za předpokladu dobře zvolené počáteční aproximace. Za počáteční aproximaci, se volí nejčastěji krajní bod nějakého malého intervalu [a,b] pro který platí : P(a) · P(b) < 0, tedy hodnoty polynomu v krajních bodech mají opačná znaménka.

Klimatické změny a kosmické zákonitosti

V současné době média věnují neuvěřitelný prostor novému fenoménu - tzv. globálnímu oteplování. Média a většina klimatologů tvrdí, že s velkou pravděpodobností je jisté, že za to může člověk. No dobře, člověk může za spoustu věcí, ale v porovnání s přírodou a vesmírem je velmi malým faktorem.

Mezi největší klimatické změny na naší planetě patřily bezesporu doby ledové, tzv. glaciály spjaté s rozmachem studeného a chladného klimatu, kdy např. ledovce expandovaly v Severní Americe až k 40. rovnoběžce. Ledové doby zpočátku trvaly asi 40 tisíc let, ale v době před jedním milionem let se prosazuje cyklus, jehož ledová doba trvá v průměru 100 tisíc let a meziledová doba asi 20 tisíc let. Za těmito klimatickými změnami určitě nestál člověk, ale pravidelné kosmické zákonitosti.

Zemské klima dlouhodobě závisí především na množství energie, které získá ze slunečního záření a dále taky na skleníkovém efektu (bez sklenikového efektu by nikdy nevznikl inteligentní suchozemský život). Množství získané sluneční energie, jak ukázal srbský geofyzik Milutin Milankovič, závisí na parametrech dráhy Země kolem Slunce, které se v čase mění.

Základní klimatické cykly:

1. Sklon zemské osy se mění v periodě 40 tisíc let v rozmezí až 21,8 – 24,4° a snižuje se o polovinu úhlové vteřiny (0,00013°) za rok. Maxima dosáhl před 10 tisíci lety. Má vliv na pozici polárních kruhů a tropických obratníků. Cyklus 40 tisíc let je charakteristický pro teplé a chladné oscilace svrchního pliocénu a starého pleistocénu před 2,5 – 1 milionem let.
2. Země obíhá kolem Slunce po eliptické dráze, jejíž excentricita (výstřednost) se mění od nuly (kruhová dráha) do 0,06 v cyklu necelých 100 tisíc let. V průběhu posledních 100 tisíc let dosahovala excentricita hodnotu 0,02 nebo méně. Současná hodnota je 0,0167 a maximum 0,019 dosazené před 10 tisíci lety bylo velmi nízké. Podstatná maxima se odehrávala před 110, 200, 300, 600, 700 a 960 tisíci lety. Menší maxima před 400, 500, 800 a 880 tisíci lety. Stotisícový klimatický cyklus ovládá klima posledního milionu leta přehlušuje důležitější čtyřicetitisícový cyklus, pravděpodobně proto, že ledovce narostly do takových rozměrů, že teplotní setrvačnost systému potlačila kratší cyklus. Při vysoké excentricitě je sezónní rozdíl v množství sluneční energie mezi perihelionem a aphelionem až 30 %, v současné době dosahuje asi 7 %, při kruhové dráze je nulový.
3. Třetí cyklus, precese, se odehrává v cyklech přibližně 19 a 21 tisíc let. Důležité je, že každá světová šířka reaguje poněkud odlišně na každý ze tří základních Milankovičových parametrů. Např. hladiny jezer na Sahaře nejvíc reagují na precesní cyklus přibližně 21 tisíc let, zatímco severský ledovec je řízen nejdelším cyklem.
   

Sklon Zemské osy a Precese















Zdroje a další informace
www.vesmir.cz ; en.wikipedia.org ; Doba ledová

Seznamte se, Apophis

Neexistuje asi období v novodobých dějinách, ve kterém by si média nevybrala určitou katastrofickou vizi, o které by pořád dokola referovali, že určitě kvůli ní lidstvo zanikne či bude mít obrovské problémy. Dnes média varují především před globálním oteplováním. Před několika stoletími varovaly například před jedovatými plyny, které byly objeveny v chvostu komet, a před devíti lety bylo v módě varovat před srážkou s asteroidem (vzpomeňme na filmovou úrodu z roku 1998 - Drtivý dopad a Armageddon). Faktem je, že o určitém nebezpečí pocházejícího od planetek či komet není na rozdíl od tzv. antropogenního globálního oteplování pochyb. Je totiž stoprocentně dokázáno, že naše planeta byla v minulosti zasažena (např 1908, před 65 mil lety,...), kdežto 100% vliv člověka na klimatické změny nebyl (a myslím, že ani nebude) prokázán.

Devatenáctého června to budou tři roky, co R.Tucker a spol. objevili na observatoři Kitt Peak planetku, která později dostalo jméno Apophis (řecký název staroegyptského boha Apep). Objev této planetky opět vzbudil zájem médií, neboť první výpočty parametrů dráhy nevylučovali srážku v roce 13. Dubna 2029.
Pravděpodobnost srážky této 410metrové planetky byla bezprostředně po objevu stanovena na 1,6 % a riziko srážky bylo kvalifikováno stupněm 4 na desetistupňové Turínské stupnici. Postupem času se ukázalo, že srážka nehrozí. Výpočty na základě údajů z radioteleskopu v Arecibu, ukázaly, že v roce 2009 planetka mine Zemi asi o 36802 km. I tak planetka Apophis zůstane na hodotě 1 v Turínské stupnici - astronomové ji budou dál sledovat (další možná srážka, pravděpodobněji velké přiblížení bude i v roce 2036; celková energie srážky by byla asi 4 větší než celková energie erupce sopky Krakatoa).
Nebezpečí z vesmíru je zjevné. Některé planetky se značně přibližují k dráze naší planety, či ji dokonce kříží (blízkozemní planetky - NEO), přesto se drtivá většina asteroidů se nachází mezi Marsem a Jupiterem. Otázkou je, proč se některé asteroidy vydají na cestu do vnitřních částí sluneční soustavy. Pravděpodobně nejčastější příčinou je největší planeta, Jupiter.
Planetky nejsou ve svém hlavním pásu výskytu rozloženy rovnoměrně, určité vzdálenosti od Slunce jako by byly zakázané - Kirkwoodovy mezey, viz Obrázek.

Oběžná doba planety Jupiter, největší planety sluneční soustavy, kolem Slunce je 11,862 pozemského roku. Planetka, která stihne kolem Slunce oběhnout dvakrát, třikrát nebo čtyřikrát rychleji, by se měla nacházet právě v zakázaných oblastech (Kirkwoodovy mezery). Ale není tam. Vysvětlení se nabízí samo. Pokud se planetka s planetou setkává pravidelně na nějakém místě dráhy, je pravidelný i gravitační vliv planety. Ať už je ten vliv jakýkoli, působí opakovaně vždy na stejném místě dráhy a planetka mu snadno podlehne. Jupiter tak všechna tělesa s rezonancí 2:1, 3:1 nebo 4:1 (poměry oběžných dob) vytlačí z určitého prostoru a planetky buď spadnou na Slunce, nebo začnou křížit dráhu Země či Marsu. Samotný tvar pásu planetek mezi Marsem a Jupiterem je ovlivněn rezonancemi. Pás má spíše tvar prstýnku, přičemž jeho hranice nejbližší ke Slunci je omezena rezonancí 4:1 a hranice nejvzdálenější od Slunce rezonancí 2:1. Stejně tak uprostřed prstence v rezonanci 3:1 se planetky nenachází.

Právě rezonančnímu vlivu Jupitera je přisuzována existence planetek křižujících dráhu Země, tzv. blízkozemních. Planetky by z blízkosti Země totiž už dávno samovolně vymizely. Ukazuje se, že typická životní doba meteoroidů či planetek na dráhách křížících dráhy planet je nejvýše několik desítek milionů let. Takže za dobu existence sluneční soustavy 4,5 miliardy let by byla populace takovýchto těles dávno zničena. Země by doslova vymetla své okolí. Protože dnes lze stále na obloze pozorovat meteory a blízkozemní planetky, soudí astronomové logicky, že tato tělesa musí být odněkud průběžně doplňována.

A obrana před asteroidy? Především včasně odhalení nebezpečí. V současné době se vážněji začíná uvažovat o využití laserů jako zbrani proti asteroidům.

Zdroje a další informace
wikipedie, http://en.wikipedia.org/wiki/Kirkwood_gaps ;