31 במאי 2020

אנרגיית שמש – ברכה לבטלה.

החיים בכדור הארץ ניזונים מהשמש. ללא שמש אין חיים. לכן, האנושות תמיד סגדה לשמש – כמו אל השמש "רע" של המצרים הקדמונים. השמש היא מקור החיים. אבל למרות זאת – מה שנקרא "אנרגיית השמש" – הלוחות הסולאריים שנפרסים על הגגות – הם ברכה לבטלה, כלומר (למאותגרים בעברית) דבר שאין בו תעלת.

בכול זאת סוגדים ללוחות השמש. מתבלבלים בין הסגידה לשמש לסגידה ללוחות שמש (פאנלים סולאריים). הנה "תכנית חדשה" – 141 רשויות מקומיות מתכננות להתקין 1241 מערכות של לוחות שמש לייצור אנרגיה סולארית על גגות מבני ציבור. כול גגות מבני הציבור במדינה (בתי ספר, בתי כנסת, מתנסים, חניונים) ירוצפו מעתה בלוחות שמש. בשביל מה? מה זאת אומרת? מובן – בשביל לייצר חשמל. חשמל זה טוב! הצרה היא שהם ייצרו מעט מאד חשמל. כמה חשמל? 116 MW. המספר הזה – 116 MW משמעותו כ 1% מהצריכה... אחד אחוז! 141 רשויות מקומיות בארץ מצאו 1241 גגות מתאימים להתקנת 1241 מערכות, בשטח כולל של מעל מיליון 100 אלף מ"ר, ובעלות מעל חצי מיליארד ₪. וכול זה בשביל מה? כדי שבמשך מספר שעות ביום (שעות השמש) ייצרו כול המערכות האלה ביחד כ 1% מהחשמל שאנו צורכים באותן שעות. שימו לב שכב ¾ מהשעות (שעות הלילה, הבוקר המוקדמות ולפנות ערב) הלוחות האלה לא מייצרים כלום.
כי לוחות השמש הם אשליה. הם כול כך גדולים ושחורים ובולטים (ראה תמונה) שכולם חושבים שהם מייצרים הרבה חשמל. אבל ההר מוליד עכבר – כמות החשמל שהם מייצרים היא אפסית (את זה קשה לראות בעין).

המערכות האלה מסובסדות על ידי המדינה, באמצעות חשבונות החשמל שלנו. המדינה, דרך חברת החשמל מבטיחה ל"יצרנים" (לבעלי המערכות) כ 45 אג' לקוט"ש עבור כול קוט"ש שהמערכת הסולארית תצליח לייצר, ולא חשוב אם אותו קוט"ש דרוש לחברת החשמל בזמן שהוא מיוצר. כלומר – חברת החשמל מבטיחה קנייה בטוחה של כול קוט"ש מיוצר, במחיר טוב. נשווה זאת למחיר שחברת החשמל משלמת ליצרני חשמל בתחנות כוח גזיות, שהוא כ 20, או 18 או 15 אג' לקוט"ש (תלוי במחיר הגז שנמצא בירידה).כלומר – על כול קוט"ש חשמל סולארי חברת החשמל משלמת סובסידיה (תוספת) של בערך 30 אג' – שהם כ 2/3 מהמחיר שהיצרנים מקבלים. היצרנים מקבלים כ 1/3 מהכנסתם עבור החשמל שהם מיצרים ועוד 2/3 כסובסידיה.
מה מחיר הסובסידיה הכולל? ובכן 1241 המתקנים שלנו ייצרו כ 116 MW כפול 1750 שעות שמש בשנה כפול 30 אג' (כפול 1000 KW ב MW) = כ 60 מיליון ₪ בשנה. (זה לא מחיר החשמל, זו רק הסובסידיה נטו). וזה מובטח ל 25 שנה.

ובזמן שהשמש זורחת והלוחות מספקים את מעט החשמל הזה – תחנות הכוח הגזיות והפחמיות ממשיכות לעבוד ולשרוף דלק (אולי קצת פחות) כי מישהו צריך להבטיח אספקת חשמל סדירה גם אחרי שקיעת השמש או למקרה שיחלוף ענן בשמיים בשעות היום.

האנרגיה הסולארית נשמעת מאד מלבבת – נקייה, חינמית, שופעת – אבל במבחן הכמותי רואים שהכול אשליה. המתקנים הסולאריים שאנו מכירים היום אין בהם שום תועלת כי הם מספקים מעט מאד אנרגיה, ובמחיר גבוה. לעולם לא יספקו כמות משמעותית של האנרגיה הדרושה לנו, והם, לכן, ברכה לבטלה.

יעקב


29 במאי 2020

מהי הטמפרטורה שמודדות התחנות האקלימיות באנטרקטיקה?.

מאת פרופ. מיכה קליין

המדיה מלאה בחדשות המדווחות על טמפרטורות שיא שנמדדות באנטרקטיקה.  

"מדענים מברזיל תיעדו את הטמפרטורה הגבוהה ביותר שנמדדה אי פעם ביבשת הדרומית"..."רואים התחממות בנקודות מדידה רבות"... "החשש - עלייה בגובה פני הים". "המדידה מצטרפת למדידה מדאיגה קודמת, שנמדדה ביום שישי האחרון על ידי צוות חוקרים ארגנטינאי בתחנת מחקר שנמצאת ביבשת עצמה, ולא באי כמו המדענים הברזילאים, ושם מדדו טמפרטורה של 18.3 מעלות צלזיוס – הטמפרטורה הגבוהה שנמדדה אי פעם ביבשת עצמה."

הנתונים האלה מצטרפים למגמה מדאיגה ביבשת הדרומית שהטמפרטורה בה עלתה בממוצע ב-3 מעלות צלזיוס מאז תחילת המדידות. יש לציין כי פברואר הוא החודש החם ביותר ביבשת הדרומית ומהווה את שיא הקיץ בה". ( אתר ישראל היום 13.2.2020)
דיווחים אלה משדרים את המסר של התחממות היבשת והפשרת קרחונים.

בפועל יש באנטרקטיקה 13 תחנות (איור 1) בהם יש מדידה של נתוני אקלים לאורך עשרות שנים. (נתוני הטבלה נלקחו מתוך אתר השרות המטאורולוגי ההולנדי, יש לציין כי התחנות מופעלות על ידי מדינות שונות).

 

איור1 מפת התחנות האקלימיות ביבשת

פירוט של התחנות לפי הסדר שהן מופיעות בטבלה המצורפת : 1-8 תחנות הממוקמות לאור החוף בצפון, מזרח ודרום היבשת. ולכן הים ממזג. כמו כן תחנות 3-8 נמצאות במעלת רוחב של כ- 68 , מרחק של כ-2440 ק"מ מהקוטב.. בתחנות האלה (פרט לתחנה 1) הטמפרטורה השנתית הממוצעת היא כ-10 – מעלות.
בתחנות 9-10 האחת בקוטב והשנייה בתוך היבשת , הטמפרטורה השנתית הממוצעת היא  49 ו55 מעלות מתחת ל0. 
תחנות 11-13 נמצאות בחצי האי האנטרקטי הן מרוחקות יותר מהקוטב על החוף והטמפרטורה השנתית הממוצעת בהן כ- 5 – מעלות. )יש לשים לב כי ערכי ציר ה-Y  בכל הגרפים אינו זהה , בתחנות 9-10 היחידות בעשרות מעלות, המטרה בעיקרית להראות מגמה לאורך השנים).



הגרפים הבאים מתארים את השינוי שנמדד בטמפרטורת כל התחנות . פרט לתחנות חצי האי ( תחנות 11-13) לא ניתן לראות שינוי מגמתי בחתנות השונות, והטמפרטורה בעשרות השנים האחרונות לא משתנה. (המדינות המתפעלות את התחנות: בריטניה,רוסיה,יפן,אוסטרליה,צרפת,ארצות הברית,אוקראינה, ארגנטינה) .

איור 2. תחנות 1-6

איור 3. תחנות 7-12

איור 4. תחנה 13


ההתחממות של חצי האי האנטרקטי יכולה לנבוע לאו דווקא מהתחממות גלובלית אלא מפעילות וולקנית מוגברת דווקא בסביבת חצי האי.

איור 5 מציג את מפת היבשת ובה סימון של פעילות וולקנית פעילה באזור חצי האי. במפה מופיעים שלושה מוקדים של פעילות וולקנית חלשה, ומוקד אחד של פעילות וולקבית חזקה יותר זהו האי דספשיין.(Deception Island)

האי הוא בצורת פרסה (איור 6) ולכן הוא מהווה את אחת ממקומות העגינה הטובים באזור. בעשרות השנים האחרונות התרחשו כמה התפרצויות שפגעו בתחנות המחר.

איור 5 מפת האי .



איור6 מפה ותצלום לווין של האי. 


האי ידוע גם בפעילות של פומרלות געשיות, ולכן התיירות לאנטרקטיקה מובילה את התיירים למרחצות החמים.
איור 7 . מרחצאות חמים באי דספשיין.



מחקר נוסף שפורסם בכתב העתNature  הביא תוצאות של שלש תחנות אקלים נוספות בחצי האי וגם בהן לא ניתן לראות שום עלייה בטמפרטורה איור 8.


(התחנות שאינן מסומנות בכוכבית הן אלה שהוסיף מחקר זה )


סיכום

סקר מקיף של התחנות האקלימיות בעלות רקורד ארוך יחסית ביבשת אנטרקטיקה לא מראה מגמה של עלייה בטמפרטורה ,פרט לחצי האי האנטרקטי שבו יכולה העלייה לנבוע גם מפעילות וולקנית שבאזור חצי האי.

הערה לאלה שמתעניינים גם בגיאולוגיה. הקו הישר של החוף הצפון מערבי של האי דספשיין הוא כמובן תוצר של קו העתק בים והארוסיה גרמה לנסיגה של קו המצוק .ראה איור 9.



מקורות

F Fernández-Ibáñez, R Pérez-López, JJ Martinez-Diaz, C Paredes, ..2005.
Antarctic Science 17 (3), 418-426
Rosado,B., et al 2019 Volcano-tectonic dynamics of Deception Island (Antarctica); 27 years 0f GPS observation (1991-2018) .Jour. of  Volcanology and Geothermal Research .381. 57-82
Turner, J., Lu, H., White, I. et al. 2016  Absence of 21st century warming on Antarctic Peninsula consistent with natural variability. Nature535, 411–415). https://doi.org/10.1038/nature18645

27 במאי 2020

אנרגיה גרעינית מתקדמת בעצלתיים.

המאמר הזה מספר על שלב נוסף בבנייתם של שני כורים גרעיניים להפקת חשמל בארה"ב. זה לא שיש הרבה מה לחדש. לאחר שבנייתם של שני כורים אחרים נפסקה באמצע הדרך (תוך הפסד כול ההשקעה), נראה ששני אלה, האחרונים, הולכים ונשלמים למרות הכול, דבר שכלל לא היה בטוח.


מדובר בשני הכורים באתר ווגטל במדינת ג'ורג'יה בארה"ב. באתר כבר קיימים שני כורים (או יחידות) שבנייתם הסתיימה ב 1987 ו 1989, שרישיון הפעלתם הוארך עד 2047, ועלותם, בזמנו, הייתה כ 16 מיליארד דולר (בערכים של 2018). שני הכורים החדשים, שמקווים שבניתם תסתיים ב 2021, יעלו כ 25 מיליארד דולר. תכנונם החל ב 2006, היו בעיות ועיכובים בדרך, בנייתם החלה ב 2013, וחלק גדול מהמימון מתקבל מתמיכה ממשלתית. כושר הייצור של כול יחידה יעמוד על כ 1200 MW.
זוהי שירת הברבור של כורים גרעיניים גדולים לפי המתכונת הישנה, בארה"ב וכנראה בכול העולם. בארה"ב אין מתכננים בנייה של כורים נוספים מסוג זה. בעולם יש כעת כ 53 כורים בבנייה, בעיקר בסין, הודו, ועוד ארצות "מתפתחות" (כמו טורקיה) – שנבנים בעיקר על ידי הסינים, הרוסים, ודרום קוריאה. לעומת זאת – יותר ויותר כורים הולכים ונסגרים בגלל הגעתם לגיל פרישה – כלומר בגלל שהם ישנים וקשים לתחזוקה.


התפתחות אחרת היא ההתקדמות במחקר של כורים מסוג חדש – כורים קטנים מודולריים. הרעיון הוא לבנות כורים קטנים יחסית (הספק כ 60 MW) בבתי חרושת ולהביאם מוכנים לאתרים בהם הם יופעלו. חברה אחת (מתוך כ 53 חברות שהודיעו על מחקר בכיוון זה), חברת NuScale מארה"ב הודיעה שקיבלה אישור שלב 4 של הרשות לפיקוח על אנרגיה הגרעינית בארה"ב. פירוש הדבר שתהליך אישור התכנון למעשה הסתיים, ואישור כולל סופי צפוי בספטמבר ש.ז.. החברה מקווה להתקים את הכור הראשון "מתי-שהו באמצע שנות ה 2020). בהצלחה....

בינתיים, כאמור, יש יותר סגירה של כורים קיימים (ישנים) מאשר בנייה של כורים חדשים. אבל... אולי עוד יש תקווה לאנרגיה גרעינית, כי זה מקור האנרגיה היחידי שמסוגל להחליף את האנרגיה הפוסילית. אבל, בינתיים רואים רק חושך בקצה המנהרה...

יעקב


26 במאי 2020

"עולם רדוף שדים" - כשמדע, מדע גרוע ופסאודו-מדע מתערבבים

הזמנה למפגש 
עם פרופ' יוני דובי 
על ספרו של קארל סייגן
ביום חמישי ה4 ביוני, בשעה 19:00 



בספרו הנפלא "עולם רדוף שדים – המדע כנר בחשיכה" חולק האסטרונום ומנגיש המדע הידוע קארל סייגן את מחשבותיו על המדע והשיטה המדעית כמגן מפני אמונות טפלות, בורות ופסאודו-מדע. בין סיפורים מצחיקים-עצובים על היקף התופעות האלו (בהקשרים שונים, מעב"מים ועד קריאת מחשבות), כותב סייגן בבהירות רבה על משמעות השיטה המדעית, ונותן מספר כללי אצבע חשובים להבדיל בין טענות מדעיות אמיתיות ובין פסאודו-מדע (הוא קורא לזה "האמנות הנעלה של זיהוי בולשיט"). בהרצאה זו אספר על הספר, ואדגים איך עובדת המתודה המדעית – בשילוב עם ה"אמנת הנעלה" של סייגן – בשני סיפורים מדעיים, האחד מתחום הכימיה  (סיפור שיש לי יד ורגל בו) והשני – הדגמות מעולם מדעי האקלים.
"להבת הנר מהבהבת קלושות. שלולית האור הקטנה שהיא מטילה רועדת. העלטה מתגברת. "

https://forms.gle/psW9hujtZSgHL1hh6

אודות פרופסור יונתן דובי:

יליד באר-שבע, 1976.  פרופסור לפיסיקה וכימיה תיאורטית, חבר סגל המחלקה לכימיה באוניברסיטת בן-גוריון ומכון אילזה כץ למדע וטכנולוגיה בתחום הננומטרי.​
תחומי העניין המדעיים שלו כוללים מעבר זרם חשמלי דרך מולקולות, ננוטכנולוגיה ותורת הקוונטים. מרצה לתלמידי בית-ספר מזה שנים רבות תחת מסגרות "בשער" ו"ניצוצות".
בשעות הפנאי מנגן מוסיקה קלאסית וגולש גלים. חתן פרס קריל למצוינות מדעית לשנת 2017.

25 במאי 2020

למה "מתקנים" נתונים של פרמטרים אקלימים?


מאמר אורח מאת פרופ. מיכה קליין    

בכתבות המופיעות בעיתונות וברשתות המדיה הפופולרית ומתיחסות לשינוי האקלים מופיעים לעיתים ערכי טמפרטורה, והקורא (הלא מקצועי) חושב כי נתון זה הוא נתון מדוד ( Measured). אך מי שקורא את המאמרים המדעיים העוסקים בתחום מגלה כי ברוב רובם של מאמרים אלה מופיעה ליד הנתונים התוספת "כפי שדווח" ,"מתוקן", "מעובד", "עבר האחדה", "אומת". ( ובשפת המקור Corrected, Reported, Adjusted, Homogenized, Processed).

סיבת התיקון מחייבת הסבר.

פרשן אתלטיקה  שינסה להשוות בין האצן ג'סי אוונס שקבע תוצאה של 10.2 בריצת 100 מטר בשנת 1936 לתוצאה של האצן יוסיין בולט שקבע תוצאה של 9.58  לאותו מרחק כ- 80 שנה מאוחר יותר, לכאורה אין ספק כי בולט היה אתלט טוב יותר. אך בחינה מפורטת יותר מחייבת לתת תשובה לכמה שאלות לפני נסיון ההשואה:
מה היה כיוון הרוח בזמן הריצה, בגב האצן או נגד פניו?
מה היתה מהירות הרוח?
מה ההשפעה של הגובה הטופוגרפי של מקום התחרות?
מה ההשפעה של השיפור שחל בנעלי הריצה?
מה ההשפעה של השיפור שחל בטיב המסלול?
מה ההשפעה של הזנקה באקדח לעומת הזנקה אלקטרונית?
מה ההשפעה של מדידת זמנים ידנית לעומת אלקטרונית?
ושאלה נוספת המביאה עניין של דעה מוקדמת, מה מקורו של הפרשן, ארה"ב ארצו של אוונס או ג'מיאקה  ארצו של בולט.
לשאלות 3-7 ניתן לבנות אלגוריתם שיחשב את ההשפעה, רק לאחר מתן תשובות אלה ניתן לקבוע מי מהם היה אתלט טוב יותר.
הבנת הבעיה בהשוואה זו מסבירה את הצורך "לתקן" נתוני טמפרטורה. מה השינוי בטרמומטר? מה השינוי במיקום התחנה? מה השינוי בשעת המדידה? ועוד כהנה שאלות.
כל העוסקים בתחום זה של "תיקון" נתונים , בונים אלגוריתמים שונים וכך מתקבלת לבסוף סדרת נתונים ש"אמורה" להיות סדרה ברת השוואה.
בפועל בניתוח של מאמרים רבים נראה כי עולם "תיקון הנתונים" מוביל להדגשת ההתחממות הגלובלית גם כאשר תוצאות נתוני הגלם לא מראים התחממות.

כמה דוגמאות

השתנות הטמפרטורה בארצות הברית.

איור 1 מציג את השתנות הטמפרטורה הממוצעת בארה"ב. הקו הכחול מציג את הטמפרטורה הממוצעת מאז שנת 1900. לעומת זאת הקו האדום מציג את אותם נתונים לאחר עיבוד Processed.
נראה כי משנת 1900 ועד בערך שנת 1980 הורדה הטמפרטורה במעלת פרנהייט אחת,ואילו בשנים האחרונות התיקון הוא של העלאת הטמפרטורה במה עשריות המעלה.


דיווח של NASA על טמפרטורות ארה"ב

איור 2 מציג שני גרפים פורסמו על ידי NASA ומציגים את האנומליה בטמפרטורה בארה"ב .גרף אחד הוא משנת 1999 ובו נראה בבירור כי בסוף שנות ה-30 נמדדה טמפרטורה גבוהה. אך במידה ונשמר גרף זה לא ניתן לומר כי שנות האלפים הן החמות ביותר. לכן בשנת 2019 אותו גוף מפרסם גרף חדש ובו הורדו טמפרטורות שנות ה-30 כך שניתן לומר כי שנות האלפיים הן הגבוהות ביותר.


התיקון הזוחל

איור מספר 3 מציג את השינוי שנעשה בשלבים. נתוני הגלם פורסמו על ידי הנסן, איש NASA, בשנת 1981, ואז כדי להדגיש את "ההתחממות הגלובלית" נעשה תיקון בשנת 2001. אך גם תיקון זה לא הספיק ולכן בשנת 2016 מעשה תיקון נוסף , עכשיו כבר בטוח שיש התחממות גלובלית.


דוגמא מאוסטרליה

הטמפרטורה בדרווין אוסטרליה ב-140 השנה האחרונות. ניתן לראות כי הקו הכחול המיצג את הנתונים המדודים מראה ירידה בטמפרטורה בשיעור של 0.76 מעלות למאה שנה. אך הקו האדום שמציג את הנתונים לאחר "התאמה" מראה עלייה של 1.2 מעלות למאה שנה. איור 4.



שינויים אלה שניתן להציגם במאות תחנות בעולם מעלות את השאלה , למה?

התשובה הנראת לי היא כי במידה רבה משפיעה על התיקון הדעה הקדומה.

בשנת 1988 פרסם ג'יימס הנסן באופן נרחב את תורת ההתחממות הגלובלית שלו בעדות בפני הסנאט האמריקני. במשך 27 השנים הבאות, היה מר הנסן המדען הראשי בנאס"א, שהיה אחראי על הכנת והצגת הנתונים. הייתכן שה"התאמות" והנוסחאות בהן השתמש היו מוטות במאמץ לגרום לתחזיותיו להתברר כנכונות?

 כמה מההערכה של נאס"א היא נבואה פשוטה שמגשימה את עצמה?

גם מיילים שנחשפו ב"שערוריה האקלימית" לפני כעשור מראים מכתבים הקוראים לשנות נתונים  כדי להתאים למגמה הרצויה.

NASA   לא מתקנת רק נתוני טמפרטורה אלא גם נתוני עלייה בפני הים.

איור 5 .NASA מציגה את העלייה בגובה פני הים. לפי נתוני 1982 פני הים עלו בתקופה 1880-1982 בכ-9 ס"מ (ממינוס 4 עד פלוס 5) . בגרף של שנת 2017 שיעור העלייה לאותה תקופה הוא 15 ס"מ (מימינוס שש ועד פלוס תשע)

הדעה הקדומה השלטת בתחום מחקר זה מביאה גם ל"תיקון" נתונים של מדידות גובה פני הים מלווין.
איור 6 מציג את השינוי בגובה פני הים כפי שנמדד מהלווין האירופאי ינווסט. הקו האדום מציג את שיעור העלייה בגובה פני הים כפי שנמדד, קו זה מראה מגמה של עלייה בשיעור של 0.463 ממ/שנה, לעומת זאת לאחר תיקון הנתונים, הקו הירוק, העלייה היא של 2.52 ממ/שנה, עלייה של פי חמש מהנתונים המדודים.


ומה בישראל?

בנספח טכני של השרות המטאורולוגי שמופיע בדוח 2019 של השרות מופיע הסבר על תהליך "ההומוגניזציה" של נתוני הטמפרטורה והמשקעים בישראל. למרות שיש בישראל תחנות רבות מתחילת המאה הקודמת. הסדרות המתוקנות של השרות המטאורולוגי הן רק מ-1950.

 בתהליך "ההומוגניזציה" לא נלקח בחשבון מהלך מחזורי טבעי של פרמטרים אקליימים.
איור 7 מובא על ידי השרות כדי להדגים את תיקון נתוני הטמפרטורה. נראה בברור כי נתוני טמפרטורות המינימום בשנות  ה-50 הראשונות בתחנת עין החורש הורדו בכ- 2 מעלות צלסיוס. בנתונים המקוריים טמפרטורות 2014 וטמפרטורת 1950 הן בקירוב שוות, לעומת זאת לאחר התיקון ומה שדווח לעתונות הרי ההתחממות היא של כ-1.9 מעלות.


תוצאות דומות ניתן לראות גם בנושא כמות המשקעים. בדוח השרות משנת 2015, המשווה שלוש תקופות של 30 שנה  1920-1950,1950-1980,1980-2010 נכתב :
"ניתן לראות שאין כל הבדל ממשי בין ממוצעי שלש התקופות".

לעומת זאת בדוח שפורסם בשנת 2019 לאחר תהליך התיקון כתוב:
"בשלושים השנים האחרונות ישנה מגמת הפחתה בכמות המשקעים הכללית. בחינת הממוצע הכלל ארצי מראה מגמת ירידה בשלושים השנים האחרונות של כ- 25 מ"מ/עשור".

מה נכון אין שינוי או יש הפחתה?  

סיכום עצוב

תיקון נתוני אקלים בא כדי להתאים את הנתונים לתאוריה ולא כדי לאשש תאוריה על סמך נתונים מדודים .