Frage:
Wie viel Wärme wurde von den australischen Buschbränden 2019-2020 freigesetzt?
naught101
2020-02-12 07:04:37 UTC
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Wie viel Wärme wurde von den australischen Buschbränden 2019-2020 freigesetzt? Und hat dies wahrscheinlich messbare Auswirkungen auf den globalen atmosphärischen Wärmegehalt?

Vielleicht als sekundäre Frage: Wie stark wird sich das durch die Brände freigesetzte CO2 auswirken? Und (vielleicht etwas zu schwer zu beantworten), wie viel Nachwuchs wird nachlassen?

Es sollte möglich sein, eine Schätzung zu erhalten, indem man so etwas wie (Energie pro Holzmasse) x (Holzmasse pro Hektar) x (verbrannte Fläche) macht. Ein Beispiel hier: http://large.stanford.edu/courses/2017/ph240/timcheck1/
Sie kennen nicht die Masse des pro Hektar verbrannten Holzes, nicht das gesamte Holz in der verbrannten Fläche wurde verbraucht. Jede "Schätzung" wäre nur eine Vermutung.
So machen Wissenschaftler ständig Schätzungen. Als die Universität von Sydney beispielsweise eine Milliarde Tiere ankündigte, die bei Buschbränden getötet wurden, taten sie dies einfach (durchschnittliche Tierdichte) x (geräumter Bereich): https://sydney.edu.au/news-opinion/news/2020/01/08 /australian-bushfires-more-than-one-billion-animals-impacted.html Natürlich bedeutet dies nicht, dass genau eine Milliarde Tiere gestorben sind, aber es sagt uns, dass es nicht 100 Millionen und nicht 10 Milliarden sind. Es gibt uns eine * Größenordnung *. Sie können dasselbe mit der freigesetzten Energie tun.
Dieser [Artikel der Washington Post] (https://www.washingtonpost.com/weather/2020/01/24/australia-bush-fires-have-nearly-doubled-countrys-annual-greenhouse-gas-emissions/) gibt a Teilantwort: Bis zum 24. Januar werden 400 Millionen Tonnen CO2 ausgestoßen ... aber es ist keine Summe. Die Auswirkungen der Asche, von denen einige ** möglicherweise ** in die Antarktis gelangt sind, könnten größer sein als die Auswirkungen des ausgestoßenen CO2 (durch Änderung der Albedo) - aber das ist nur meine Spekulation.
Zwei antworten:
#1
+9
Will
2020-02-12 15:49:57 UTC
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Richtig. Wir können einige Schätzungen des Ausmaßes des Problems vornehmen, aber sie werden mit einer gesunden Fehlerquote einhergehen.

  • Wenn wir davon ausgehen, dass Holz einen Heizwert von 18,5 GJ / t hat (aus dem phyllis2 Datenbank)
  • Die verbrannte Fläche beträgt 18,6 Mha (aus Wikipedia hier)
  • Das stehende Materialvolumen beträgt ca. 1500 m 3 sup> / ha (eine fundierte Schätzung basierend auf Eukalyptuswerten in Waldertrag)
  • Die Dichte des Holzes beträgt ca. 0,5 t pro trockenem m 3 sup> (aus dem Forest Mensuration Handbook)
  • und nur 90% dieses Materials verbrennen tatsächlich (eine Vermutung)

Dann:

Pro ha werden rund 675 Tonnen Material verbrannt, wobei 12.150 GJ Energie freigesetzt werden, was 225.990.000 TJ für die Gesamtfläche oder 3.587.143 Hiroshima-Bomben entspricht (jeweils 63 TJ). ...

Dies ist eine (sehr) grobe Berechnung, die jedoch eine Skala der freigesetzten Wärmemenge angibt. Dies entspricht einer Strahlung von Sonnenkonstante über denselben Bereich im Wert von etwa 10 Tagen, sodass sie möglicherweise in lokalen Temperaturmesswerten angezeigt wird. Beachten Sie jedoch, dass 1) in dem Gebiet bereits ungewöhnlich hohe Temperaturen herrschten und 2 ) Brände wie dieses erzeugen viel Rauch, was sich auf das lokale Strahlungsbudget ausgewirkt hat.

In Bezug auf all das CO 2 sub> können Sie erwarten, dass es wieder absorbiert wird durch die umgebende Biosphäre, die in der Impulsantwortfunktion beschrieben ist, die in der technischen Ergänzung IPCC AR5 WG1 CH8 beschrieben ist ( 8.SM.11.1 Gleichungen für das globale Erwärmungspotential). Sie können auch erwarten, dass die verbrannten Bereiche nachwachsen - wodurch auch CO 2 absorbiert wird. Abhängig von den Wachstumsraten würde ich erwarten, dass dies mehrere Jahrzehnte dauern wird. - aber es gibt viele sehr komplexe Prozesse, daher ist dies für viele Diskussionen offen!

Ich hoffe, dies hilft.

+1 für die Verknüpfung mit den Quellen Ihrer Schätzungen!
Ich bin der Meinung, dass der wichtigste Teil dieser Antwort im mittleren Absatz vergraben ist: "Dies entspricht einer konstanten Sonnenstrahlung von etwa 10 Tagen auf derselben Fläche ..." Die erzeugte Wärme ist also im Hinblick auf das globale Klima grundsätzlich vernachlässigbar. Ich bin mir ziemlich sicher, dass das freigesetzte CO2 eine größere Wirkung haben wird, bevor es wieder absorbiert wird, aber ich kenne die Zahlen dafür nicht.
Abfrage bezüglich der Einheit im ersten Aufzählungspunkt, sollte die Einheit GJt GJ / t sein?
Das habe ich von anderen Benutzern gelernt, entweder hier oder auf anderen SE-Sites. Um ein hochgestelltes Element zu erstellen, binden Sie das hochgestellte Element mit * ... *; Geben Sie für Kubikmeter Folgendes ein: * m 3 *. In ähnlicher Weise gilt für verwendete Indizes * ... *; d.h. für Kohlendioxid Typ * CO 2 *. Wenn ich sehe, dass jemand eine interessante Formatierung von Text erstellt hat, gebe ich vor, den Beitrag zu bearbeiten. Ich sehe dann die Matjax-Formatierung im Textfeld und notiere sie. Ich brich dann meine vorgetäuschte Bearbeitung ab. Auf diese Weise lernen Sie schnell einige interessante Methoden zum Formatieren von Mathjax.
Es gibt einen einfacheren Weg: Setzen Sie einfach ein Dollarzeichen, um in den Gleichungsmodus zu gelangen, und unterstreichen Sie dann _ oder Circumflex ^ für tiefgestellt oder hochgestellt, dann die Zahl und schließlich ein weiteres Dollarzeichen, um den Gleichungsmodus zu verlassen. Wenn Sie mehrere Zahlen hintereinander haben möchten, setzen Sie sie einfach zwischen geschweifte Klammern. Hier wird alles erklärt: https://earthscience.meta.stackexchange.com/q/371/18081
@Jean-MariePrival: Das $ funktioniert, ändert aber auch die Schriftart.
Ich habe unten eine andere Berechnungsmethode veröffentlicht, mit unterschiedlichen Quellen für die meisten Dinge und basierend auf CO2-Schätzungen der NASA (wahrscheinlich die Hauptdiskrepanz?). Die Zahlen sind um 3 Größenordnungen höher. Ich würde mich über eine Bewertung freuen :) Die Dinge, die mir bei Ihrer Berechnung als Hauptunterschied auffallen, sind, dass die verbrannten Flächen wahrscheinlich * viel * Grasland enthalten und daher die Biomasse / der Hektar wahrscheinlich überschätzt wird. Ich denke auch, dass 90% in den meisten Gebieten wahrscheinlich weniger als 50% betragen sollten - die Biomasse in Wäldern befindet sich in Baumstämmen, von denen viele nicht brennen.
Angesichts der Schätzungen / Unsicherheiten in der Berechnung ist die Aussage * 225,990,000 TJ * nicht korrekt. Besser wäre 226 EJ.
Fair genug, denke @naught101 und ich müssen uns auf jeden Fall gegenseitig auf ihre Arbeit überprüfen
#2
+4
naught101
2020-02-13 09:37:17 UTC
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BEARBEITEN : Wie von Jean-Marie Prival und Klanomath in den Kommentaren ausgeführt, habe ich die spezifische Wärme von Holz ursprünglich pro Tonne und nicht pro Kilogramm falsch interpretiert und auch die falsche Umrechnung zwischen verwendet TWh und TJ.

Hier sind meine groben Berechnungen, die auf Schätzungen der CO2-Freisetzung der NASA basieren:

  • 306 MtCO2 ( wikipedia)
  • Holzspezifikationsenergie = 4,50 kWh / kg ( engineeringingtoolbox.com)
  • Holzspezifikation CO2 = 1,83 kg CO2 / kg Brennstoff ( engineeringingtoolbox.com )
  • $ \ Rightarrow $ span> Holz verbrannt = 167,2 Mt = $ 1,67 \ times10 ^ { 11} $ span> kg
  • $ \ Rightarrow $ span> Energie freigesetzt $ \ ca. 7,525 \ times10 ^ {11} $ span> kWh
    • 1KWh = $ 3,6 \ times 10 ^ {- 6} $ span> TJ
    • = $ 2.708 \ times10 ^ {6} $ span> TJ
  • Hiroshima = 54-75 TJ () Wikipedia)
  • $ \ Rightarrow $ span> Aus Bushfires $ \ ca. $ span> 36k-50k Hiroshima-Bomben im Wert von Hitze.

Laut der New Yorker Post erwärmt sich der Ozean (der 90% des Erwärmungsbudgets der Erde ausmacht) mit einer Geschwindigkeit von etwa 5 Hiroshimas pro Sekunde, was darauf hindeuten würde Die Gesamtwärme der Buschbrände würde durch die globale Erwärmung in etwa 3 Stunden

verdunkelt
Oooh das ist interessant! Möchten Sie die Arbeit des anderen austauschen und überprüfen?
Mit anderen Worten: Der Teil der gesamten Brandbelastung, von dem Sie erwarten, dass er verbrannt wird, beträgt ~ 9 t / ha (Holz / anderes organisches Material) und Will schätzt 675 t / ha (Holz / anderes organisches Material). (Übrigens: Vergleichen Sie dies mit Deutschland, das einen durchschnittlichen "Holzbestand" von ~ 160 t / ha und Schweden einen von ~ 80 t / ha hat (dies gilt pro Gesamtfläche nicht nur für Wälder).
Danke @klanomath, wieder behoben. Hat immer noch einen Unterschied von 2 Größenordnungen zu Wills Antwort. Wenn es mehr Fehler gibt, sollte dies wahrscheinlich ein Community-Wiki werden;)
@naught101 Haben Sie Zahlen zum Wald / Grünland-Verhältnis der verbrannten Gebiete? Meiner Meinung nach erscheinen 675 t verbranntes Material / ha (Wills Schätzung) übermäßig hoch. BTW California's Waldbrände 2017/2018 haben einen geschätzten Durchschnitt von ~ 60 t CO₂ / ha (~ 33 t Holz und anderes organisches Material / ha) freigesetzt.
Nein Entschuldigung. Ich gehe davon aus, dass das wirklich schwer abzuschätzen ist. Die Brennbereichspolygone, die vom RFS stammen, sind ziemlich natürlich, und die Situation vor Ort ist meiner Erfahrung nach * viel * uneinheitlicher. Auch die australische Vegetation ist ohnehin sehr lückenhaft, es gibt nicht viele Gebiete auf der Wasserscheide, die homogene Wälder haben. Ich denke, Sie könnten eine wirklich grobe Schätzung erhalten, indem Sie die RFS-Karten mit z. [dieser Tree Cover-Datensatz] (https://glad.umd.edu/dataset/global-2010-tree-cover-30-m). Ich würde die Schätzung wahrscheinlich überall hügelig (und besonders nach Süden ausgerichtet) um 10-40% reduzieren.
-1
@Will Ja. Trotzdem scheint das Endergebnis von "irgendwo zwischen 2.7e6 (meins) und 2.3e8 TJ (deines)" angesichts der Komplexität des Problems tatsächlich ziemlich vernünftige Einschränkungen zu sein :)


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