Wie und wie lange könnte ein permanenter Sturm auf der Erde durch eine stationäre Megastruktur aufrechterhalten werden?

Angenommen, Sie hätten eine turmartige Megastruktur, die vollständig in der nahezu unendlichen geothermischen Energie der Erdkruste verwurzelt ist und mit dem Ozean verbunden ist, sodass Wasser kein begrenzender Faktor für die Superstruktur ist und sich vollständig durch sie erstreckt die Atmosphäre in den Weltraum. Gibt es einen plausiblen Weg für diese Megastruktur, um einen mächtigen und dauerhaften Wirbelsturm um sich herum aufrechtzuerhalten?

Insbesondere interessiere ich mich für einen "zyklonalen Sturm", der als eine Art Superhurrikan definiert ist, ein heftiges, rotierendes Wettersystem, das von einem vertikalen Überbau in seinem Auge aufrechterhalten wird. Das Sturmsystem könnte entlang der gleichen Linien geschichtet sein wie die Erdatmosphäre oder darüber hinaus organisiert sein. (Nebenfragen: Wie weit könnte das Auge sein? Wie weit könnte der Sturm werden?)

Vielleicht indem Wärme und Feuchtigkeit in die obere Atmosphäre gehoben und kontrolliert verteilt werden und/oder ein rotierender Sonnenschutz im Weltraum platziert wird, um den thermischen Beitrag der Sonne zu kontrollieren? Vielleicht durch thermisch supraleitende Materialien, die Wärme auf Wasser oder kalte feuchte Luft übertragen? Wie könnte man das Wetter dazu bringen, sich um eine Superstruktur zu drehen?

BEARBEITEN: Ich habe eine Benachrichtigung erhalten, dass diese Frage als Duplikat der Frage „Wie kann ich sicherstellen, dass mein Turm des Bösen immer stürmisch ist?“ betrachtet werden könnte. Die Hauptunterschiede sind das Ausmaß und dass der Sturm ein Wirbelsturm um die Struktur herum ist und nicht darüber schwebt. Die turmartige Megastruktur in meiner Frage erreicht den Weltraum und hätte an ihrer Basis einen Durchmesser zwischen 100 und 200 km. Der Sturm, der es umgibt, wäre breit und stark genug, um dramatische Änderungen der Wasserscheide in einem Radius von Hunderten von Kilometern zu bewirken und den Fußgängerverkehr zur Struktur unmöglich zu machen. Das Studium von Zyklonstürmen und die Antworten, die ich bereits erhalten habe, deuten auf die Antworten auf „Wie kann ich sicherstellen, dass mein Turm des Bösen immer stürmisch ist?“ würde diese Effekte nicht hervorrufen. Das ist keine beängstigende Wolke, das ist eine meteorologische Katastrophe.

Gehe ich richtig in der Annahme, dass die allgemeine Idee darin besteht, Erdwärme vom Kern zur Oberfläche zu leiten, wo sie die bodennahe Atmosphäre erwärmt, und gleichzeitig die obere Atmosphäre durch die Wärmestrahlung von der Spitze der Struktur gekühlt wird Platz? Der Wärmeunterschied zwischen dem Boden und der oberen Atmosphäre erzeugt einen enormen Aufwind?
Justin, würde das funktionieren? Ich bin eindeutig kein Meteorologe, aber ich stelle mir vor, dass die Erzeugung eines Aufwinds, der sich bis zur Thermosphäre fortsetzt, mehrere Eingabepunkte oder eine Oberflächenwärmefreisetzung erfordern würde, die einem großen Vulkanausbruch gleichkommt. Mein Verständnis von in der Natur beobachteten Wirbelstürmen ist auch, dass das "Auge" (wo sich die Megastruktur befinden würde) tatsächlich ein Abwind ist.
Vielleicht möchten Sie den Unterschied zwischen einem Zyklon, einem Tornado und einem Wirbelsturm erforschen. Es klingt eher so, als würden Sie eine Art Firenado erstellen. livescience.com/45676-what-is-a-firenado.html
Danke, Justin, ich habe den Beitrag bearbeitet, um zu versuchen zu klären, was ich mit "Zyklon" meine.
Können Sie die spezifischen Fähigkeiten der „Struktur“ erläutern? Fragen Sie zum Beispiel nach der Form der Struktur selbst? oder gibt es wichtigere bewegliche Teile? Kann es direkt mit der umgebenden Atmosphäre interagieren, indem es Luft ansaugt und ausstößt? Wird die Erdwärme nur als Wärme genutzt, oder wollten Sie damit signalisieren, dass damit (nahezu) unbegrenzt Strom für den Betrieb von Maschinen erzeugt werden kann? etc

Antworten (1)

Larry Nivens The Ringworld Engineers verwendet das Konzept, dass supraleitendes Material überall entlang seiner Länge die gleiche Temperatur hat – in seinem Fall eine Kabelspule (Paraphrase) zwischen dem Brennpunkt einiger Solarkochanlagen und einem Ozean. Der Ozean kochte. Wenn die Gebäudehülle aus supraleitendem Material wäre, müsste die geothermische Hitze versuchen, sich in der oberen Atmosphäre auszugleichen.

Dies würde jedoch nur funktionieren, wenn die Region, in der das Gebäude gebaut wurde, im Grunde ein kaltes, feuchtes Klima wäre – viel kalter Wasserdampf in der Atmosphäre, der versucht, mit der überhitzten Gebäudehülle fertig zu werden. Heißes Gebäude, kalte, feuchte Luft, Sturm.

Warum willst du das? Weil Sie möchten, dass die Wärmedifferenz das Gebäude mit Strom versorgt (denken Sie an einen thermoelektrischen Generator ). Sie wollen nicht, dass die Hitze im Inneren die Insassen verkocht. Sie wollen es nach außen. Der Sturm ist die überschüssige Hitze, die in die feuchte, kalte Atmosphäre abkocht (nicht unähnlich einem Kühlturm , aber in einem viel größeren Maßstab).

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Nur um die Kommentardiskussion in die Antwort einzubringen. Nehmen wir ein zylindrisches Gebäude mit einem Durchmesser von 150 km an. Das ist größer als das Auge vieler Stürme, aber dieses Gebäude produziert entlang seiner gesamten Außenhülle eine konstante und beträchtliche Menge an Wärme.

Wikipedia hat einen vernünftigen Artikel über Zyklone , und dieser Artikel enthält diese schöne Infografik:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Sehen Sie diese schöne rote Spirale in der Mitte? Das ist Ihr Gebäude. Erhitzte Luft dreht sich mit dem Sturm, wenn er entlang der Außenwand aufsteigt.

Wie bei allen großen Stürmen kommt die Drehung von der Corriolis-Kraft , und wenn man bedenkt, wie stabil dieser Sturm ist (und ehrlich gesagt, wie groß), wird er sich drehen.

Vielen Dank für das Konzept des supraleitenden Materials, das für mein Weltgebäude nützlich ist!
Ich denke, dass dies einen guten Beitrag zur Erzeugung von Wetterenergie leistet und vielleicht sogar die Titelfrage beantwortet, aber ich frage mich immer noch, wie es dazu führen kann, dass sich das Wetter dreht. Ich habe die Zusammenfassung der Fragen bearbeitet, im Original war mir meine Definition von "Zyklon" möglicherweise nicht klar.
Das wäre eine natürliche Folge der Corriolis-Kraft . Mit anderen Worten, wenn der Sturm stabil ist, muss er sich drehen. Dies hängt jedoch von der Größe (Querschnitt) Ihres Gebäudes ab. Je kleiner das Auge des Sturms, desto unwahrscheinlicher ist es, dass es ein Auge gibt. Ich gehe davon aus, dass ein Gebäude, das sich in den Weltraum erstreckt, eine Grundfläche von mindestens Tausenden von Quadratkilometern hat.
Gäbe es eine maximale Größe? Könnten Sie ein Auge mit einem Durchmesser von 150 Kilometern sehen, wenn der dramatische Unterschied von Hitze und Feuchtigkeit um seinen Rand herum auftreten würde?
Absolut. Dank der Präsenz Ihres Gebäudes haben Sie tatsächlich keine Wahl. Aber wenn Sie sich ansehen, wie Zyklone funktionieren , werden Sie feststellen, dass das, worüber wir gesprochen haben, genau das ist, was passieren wird. Wenn Wärme vom Turm aufsteigt (beginnend am Boden ...), wird sie buchstäblich den Zykloneffekt verursachen. Um es dem Sturm zu erleichtern, machen Sie Ihr Gebäude zu einem Zylinder.
Nachdem ich den Wiki-Artikel gelesen habe, habe ich eine weitere Folgefrage: Ist das offene Auge des Sturms für seine Funktion notwendig? Wenn ja, wie würde das Gebäude diese Funktion ersetzen? Müsste zwischen den massiven Wänden und den Heizelementen ein Zwischenraum vorhanden sein, um den Niederdruckabzug zu ermöglichen, der in einem normalen Zyklonauge zu finden ist?
Ist das Auge für seine Funktion notwendig? Das ist umgekehrt, es ist eine Folge des notwendigen Austauschs von heißer und kalter Luft in Kombination mit dem Drall des Sturms (die Dinge wollen sich vom Zentrum wegdrehen). Was das Gebäude bietet, ist eine konstante Wärmequelle, die groß genug ist, um einen Hurrikan anzutreiben. Ich gehe davon aus, dass Platz vorhanden wäre (die Dinge wollen sich von der Mitte wegdrehen), aber ich weiß nicht, ob Sie den Abwind entlang der Augenwand sehen würden. Das ist eine gute Frage. Ich werde nein sagen, aber meinen Blatt-o-Wasser-Kommentar in der Antwort widerrufen. Die heiße Luft wird immer in der Mitte sein.
Wissen Sie, es könnte etwas Ähnliches wie das im Artikel beschriebene Doppelauge erzeugen.
@IrvingWashington Beachten Sie, dass thermische Supraleiter im Gegensatz zu elektrischen Supraleitern keine Grundlage in der echten Wissenschaft haben. Sie sind genauso SF-Magie wie Adamantium- oder Dilithiumkristalle. Natürlich ist nichts falsch daran, es zu benutzen.
@Eth, ich bin kein Materialwissenschaftler, aber Autoren wie Niven waren normalerweise von dem durchdrungen, was damals verstanden wurde. Eine schnelle Suche ist schwierig, da das Erreichen von Supraleitung temperaturabhängig ist, sodass die Wörter „Temperatur“ und „thermisch“ überall auftauchen und die Suche trüben. Haben Sie ein Zitat zur Untermauerung Ihrer Behauptung (dass ein elektrischer Supraleiter keinen Wärmegradienten unterstützen würde, da er tatsächlich auch ein Wärmeleiter ist, ist falsch)? Es würde meiner Antwort zugute kommen.
@Eth Wenn Sie einen elektrischen Supraleiter und direkten Zugang zu massiver geothermischer und Sonnenenergie haben, könnten Sie dann nicht einfach die elektrische Energie in thermische Energie umwandeln, wo sie für den gleichen Effekt benötigt wird?
@IrvingWashington, nein. Meine Antwort hängt davon ab, wie Niven den Supraleiter verwendet hat. In dem Moment, in dem Sie beginnen, Energien umzuwandeln, fällt die Idee auseinander.
@JBH Ich muss den Mechanismus nicht vollständig verstehen. In Bezug auf die Stromversorgung des Sturms, wie unterscheidet sich ein Heizelement um das Gebäude herum, das mit thermischen Supraleitern betrieben wird, von einem Heizelement, das mit Strom betrieben wird?
@IrvingWashington Leider kann ich die Quelle und damit den genauen Grund nicht finden. Es war ein Kommentar eines Laserphysikers über die gleiche Idee, die als Laserverteidigung eines Raumschiffs verwendet wurde (Verteilung der Laserenergie auf den gesamten Raumschiffsrumpf). IIRC, Diamant war nahe an der maximalen Wärmeleitung, die wir bei der Wärmeleitung haben können. Aber abhängig vom technischen Niveau ist exotische Materie, die zur thermischen Supraleitung fähig ist, wahrscheinlich nicht ausgefallener als, sagen wir, wurmlochbasierte FTL ...
@IrvingWashington, Die Natur des supraleitenden Materials von Niven besteht darin, dass das Material an jedem Punkt seiner Oberfläche immer die gleiche Temperatur hat. Nehmen Sie ein Ende des supraleitenden Drahts und stecken Sie ihn in einen Vulkan und das andere in einen Ozean, und der Ozean kocht, weil der Draht überall die gleiche Temperatur hat (die Temperatur des Vulkans, die einen höheren Energiezustand als die Temperatur des Ozeans hat). . Das ist Wärmeleitfähigkeit. Aber wenn Sie elektrische Leitfähigkeit verwenden, müssen Sie irgendwo in thermische umwandeln. Niven musste nichts konvertieren.
Wenn ich das richtig verstehe, ist der Unterschied dann eine Frage der Effizienz. Sie könnten den gleichen Effekt erzielen, indem Sie Wärme-/Sonnenenergie in Strom und zurück umwandeln, Sie würden das System nur verkomplizieren und dabei einen Teil der Energie verlieren. Wenn die Energiequellen jedoch ausreichend sind, würden die Grundlagen des Designs immer noch funktionieren. Die Teilfrage lautet dann, was ist technologisch plausibler, thermische Supraleitung oder Geothermie/Solargeneratoren gepaart mit elektrischen Supraleitern und Heizungen?
Sie würden Heizungen auf allen Seiten des Gebäudes benötigen, von oben nach unten. Verschwenderisch.
Wie und wie lange könnte ein permanenter Sturm auf der Erde durch eine stationäre Megastruktur aufrechterhalten werden?
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