Was ist die erwartete Wirkung einer Bombe im Zarenmaßstab am Antipodenpunkt der Detonationsstelle?

Hintergrund

Offensichtlich ist es schlecht, in der Nähe von Explosionen zu sein. Je weiter man von der Explosion entfernt ist, desto größer ist die Hemisphäre der Stoßwelle und desto mehr wird die Energie der Explosion dissipiert. Typischerweise wird diese Verlustrate der Energiedichte als modelliert 1 / R 2 , Wo R ist die Entfernung von der Detonation.

Dieses Modell übersieht jedoch einen interessanten Effekt, der (zumindest hypothetisch) bei ausreichend großen Explosionen auftritt. Angenommen, die fragliche Explosion ereignete sich am Nordpol, sobald sich die Stoßwelle am Äquator vorbeibewegt hat, nimmt die Größe des Kreises ab, der durch die sich entlang des Bodens bewegende Stoßwelle gebildet wird, und konvergiert schließlich am Südpol (dh am Antipodenpunkt). , was zu einer konstruktiven Interferenz führt, die scheinbar eine größere Gefahr für jemanden darstellen könnte, der dort ist, als für jemanden, der der Explosion viel näher ist.

Frage

Kann dieses Phänomen in der Praxis bei extrem großen Explosionen wie der Zarenbombe auftreten? Wenn ja, wie nah müsste man dann am Nordpol sein, um die gleichen Auswirkungen zu spüren wie jemand am Südpol?

Forschung

Ich weiß, diese Frage ist etwas albern, aber ich halte sie auch nicht für völlig absurd. Die Druckwelle der Zarenbombe umkreiste dreimal die Erde , und die Atmosphäre kann Druckwellen so bündeln, dass sie für jemanden, der weit von der Explosion entfernt ist, tödlicher werden. Der Unterschied in diesem Fall besteht darin, dass der Fokussierungsmechanismus die Form der Atmosphäre ist, nicht lokale/regionale Unterschiede in der atmosphärischen Dichte. Schließlich bin ich mir dieser Frage bewusst , aber sie hat einen anderen Fokus als ich, und die Frage und Antworten sprechen nicht das antipodische Fokussierungsprinzip an, nach dem ich frage.

Warum würde es einen großen Unterschied machen, wenn es an einem der Pole gezündet würde? Die Erde ist kugelsymmetrisch, sodass eine Detonation überall denselben Effekt haben würde, den Sie vorschlagen.
Das tut es nicht, aber „Nordpol“ und „Südpol“ ist das einzige Paar von (ungefähr) antipodischen Punkten auf der Erdoberfläche, das die Menschen auf Anhieb kennen.
Ich bin neu hier, also könnte ich mich irren, aber ich denke nicht, dass das Stichwort Kernphysik angemessen ist. Diese Frage hängt nicht wirklich von der Mechanik oder den Auswirkungen von Atombomben im Besonderen ab - sie wäre völlig unverändert, wenn die Zarenbombe buchstäblich 55 Megatonnen TNT anstelle einer Atombombe wäre. Trotzdem danke, dass Sie das atmosphärische Wissenschafts-Tag hinzugefügt haben.
@josephh - die Erde ist eigentlich nicht kugelsymmetrisch. Er ist elliptisch, dicker um den Äquator als der Großkreis durch die Pole.
Ich weiß, es ist keine perfekte Kugel. Mein Punkt ist, dass der Effekt überall auf der Oberfläche ungefähr gleich sein wird.

Antworten (1)

Kann dieses Phänomen in der Praxis bei extrem großen Explosionen wie der Zarenbombe auftreten?

Grundsätzlich ja.

Angenommen, die fragliche Explosion ereignete sich am Nordpol, sobald sich die Stoßwelle am Äquator vorbeibewegt hat, nimmt die Größe des Kreises ab, der von der Stoßwelle gebildet wird, die sich entlang des Bodens bewegt, und konvergiert schließlich am Südpol (dh am Antipodenpunkt). , was zu einer konstruktiven Interferenz führt, die scheinbar eine größere Gefahr für jemanden darstellen könnte, der dort ist, als für jemanden, der der Explosion viel näher ist.

Wenn ja, wie nah müsste man dann am Nordpol sein, um die gleichen Auswirkungen zu spüren wie jemand am Südpol?

Sie würden nicht den gleichen Effekt spüren.

Während der Impuls wandert und konvergiert, verliert er auf seiner Reise Energie, da er das Medium beeinflussen muss, durch das er reist.

Es bewegt sich auch nicht auf einer 2-D-Oberfläche (der Erdoberfläche), sondern strahlt auch etwas Energie in das Innere der Erde ab. Dadurch wird auch Energie zerstreut, die den entgegengesetzten Pol erreicht.

Die Energie, die den Gegenpol erreicht, wird also erheblich reduziert.

Bedenken Sie auch, dass, wenn Ihre Hypothese richtig wäre, jede jemals durchgeführte Atomexplosion auf der gegenüberliegenden Seite des Globus neu fokussiert worden wäre, was eindeutig nicht der Fall war.

Ich weiß, dass ein Beobachter aufgrund der Energiedissipation am Südpol nicht die gleiche Wirkung spüren würde wie am Nordpol. Meine Frage beruht auf der Annahme, dass es bestimmte Kreise auf der Erdoberfläche (wie den Äquator) gibt, die eine mildere Druckänderung erfahren würden als der Südpol. Wenn das stimmt, dann muss es nach dem Zwischenwertsatz einen weiteren Kreis nördlich des ersten geben, bei dem die Druckänderung gleich der am Südpol erfahrenen Druckänderung ist.
Beim Zwischenwertsatz (IVT) geht es um Werte zwischen zwei bekannten Positionen. Sie sprechen von einem Wert außerhalb dieses Positionsbereichs. Die IVT entfällt.
Nein, ich spreche von einem Druckwert innerhalb des Positionsintervalls auf der Erdoberfläche. Die Tatsache, dass ich den Wert signifikant finde, weil er mit einem Druckwert an einer Position außerhalb dieses Positionsintervalls übereinstimmt, ist für die Anwendbarkeit der IVT irrelevant. Lassen X sei der Breitengrad eines Beobachters in Grad (wobei südliche Breiten negativ sind) und let F ( X ) sei der Druck, den der Beobachter von der Stoßwelle erfährt. Lassen A = 90 , B = 0 , S = − 90 . Es ist klar, dass F ( A ) > F ( B ) , F ( A ) > F ( S ) . Wenn F ( B ) < F ( S ) , Dann F ( A ) > F ( S ) > F ( B ) , und so ∃ C : F ( C ) = F ( S ) , B < C < A .
Ihr Argument geht (ohne Grund) davon aus F ( B ) < F ( S ) und ignoriert die dreidimensionale und zeitliche Natur des Problems und die gesamte Physik. Viel Glück damit.
Davon bin ich nicht ausgegangen – zumindest nicht anfangs. Ich habe gefragt , ob der Druck am Südpol größer sein könnte als der Druck am Äquator ("Kann dieses Phänomen in der Praxis auftreten[..]?"), und Ihre Antwort war "Grundsätzlich ja.", also habe ich diesen Punkt übernommen gewährt in meinen Kommentaren. Unabhängig davon ignoriere ich den Dämpfungseffekt nicht; Ich gehe davon aus, dass der Fokussierungseffekt den Dämpfungseffekt überwinden kann. Dies geschieht für ausreichend niedrige Dämpfungskoeffizienten. Meine Frage hängt davon ab, welchen Wert der Dämpfungskoeffizient tatsächlich hat.
Was ist die erwartete Wirkung einer Bombe im Zarenmaßstab am Antipodenpunkt der Detonationsstelle?
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