核利益的未来

撇开安全问题不谈,核能产生的对大气友好的电力意味着未来几十年核能发电和铀生产是可靠的。全球大约有30座核电站在建,另有200座处于规划阶段。即使对核持沉默态度的美国也有49个这样的设施处于规划阶段,最后一个是在近30年前的1979年批准的。核能的复兴,直接归功于崛起能源成本而全球变暖现象也提振了铀矿公司的股票。这些运营商看到加工铀矿石的现货价格从每磅10美元上涨到每磅130美元以上。铀已经成为比银、金或钢更炙手可热的商品21世纪初因为随着在全球现有434座核电站基础上新增核电站的投产,预计需求将迅速上升。

政府对推广核能的兴趣也很高。这是布什政府2005年计划的一部分能源法案白宫授权能源部实现以下目标:确保到2050年,美国和世界其他地区30%以上的电力需求由核能驱动,建立有效的国际防扩散机制,包括核燃料国家和核反应堆国家,并重新确立美国在核能领域的领导地位。

目前美国103个核反应堆使用的开放式燃料循环发电厂造成了巨大的问题废物流.如果美国开始在尤卡山美国能源部拟议中的放射性废料储存设施将立即被填满。挑战在于如何将燃料循环过程从开放式转向封闭式。如果不这样做,就必须在亚卡山建造10个核存储设施,而亚卡山可用的存储核材料的空间是现在的10倍。考虑到这一点,可能会转向封闭的燃料循环,从而产生更小、更冷的核废料流。核工业迫切希望这一结果,也迫切希望尽快使用尤卡山。

看来,美国政府正在快速实施使核研究、开发和部署成为现实的战略。这种追求让人想起20世纪60年代的太空竞赛,当时美国试图超越苏联。核能在公众眼中已经从一个贱民的地位变成了救世主。行业和政府的政策强化了这种看法。通过戴着绿色眼镜看待核电站,许多人认为反应堆产生温室气体的性能非常出色,为零。如果不戴眼镜,那些观察整个核循环的人会把它看作是全球变暖的一个因素,把世界铀储备的枯竭看作是不可持续行为的另一个例子。

另见:替代能源,概述;汽车;气候资料、大气观测;国际可持续发展研究所(IISD)。

参考书目。R.L. Garwin和Georges Charpak,《兆瓦和兆吨:核时代的转折点》(2001年,纽约);IEEE核能现状小组讨论,Dave McCallen博士和Jasmina Vujic博士,(2006年3月28日);R.K.科斯洛夫斯基,《21世纪视角下的世界》(维多利亚,2004);新闻民主党,“日本地震的放射性泄漏”,www.press-democrat.com(引用于2007年7月);《旧金山纪事报》,《PG&E关注核电站》www.sfgate.com(引2006年11月);琳达·威廉姆斯,《核能:绿色、廉价、安全吗?》SRJC讲座(2006年4月26日)。

Robert Karl Koslowsky独立学者

模式的海洋成分

raybet雷竞技最新气候模型是计算机模拟,用层和盒子代表地球。这些模型使用复杂的数学方程,根据基准条件和变化变量(如温室气体增加和温度上升)的参数来确定未来气候的可能性。raybet雷竞技最新独立单元格中的方程用于数学计算包括热的流动,湿度,阳光,风,以及相邻细胞的状况。早期的气候模raybet雷竞技最新型提供了不确定的预测,因为这些方程没有包括人们知之甚少的海洋环流的动力学。地球上三分之二的面积被海洋覆盖,海洋是一个热储和热传输系统;海洋的变化能引起大范围的气候变化。raybet雷竞技最新每隔几年,赤道附近的东太平洋变暖就会产生El Niño条件,改变降雨和温度模式。

海洋在气候变化中起着核心作用,它改变了进入大气的热量通量,刺激了大气raybet雷竞技最新环流的变化,而大气环流反过来又改变了海洋的总体环流。对年平均海气热交换的研究表明,从海洋向大气的大量热量转移发生在亚热带西部边界流的下游。

带有海洋成分的模型示例

将海洋环流加入气候模型是大量研究的结果,这些研究确定了海洋的流体运动环流模raybet雷竞技最新式。其中包括世界海洋环流实验由大约30个国家进行了9年(1990- 1998年)的观测(物理、化学和卫星),以确定评估未来气候变化的基线条件。raybet雷竞技最新世界海洋环流实验的第二阶段是分析、解释、模拟和综合,于2002年结束。还发展了复杂的海洋数值模式,为解释观测结果和预测未来海洋状况提供了框架。

世界气候研究raybet雷竞技最新计划正在研究气候变率和可预测raybet雷竞技最新性(CLIVAR),研究重点是海洋和大气之间的相互作用,并与伙伴研究项目合作,研究陆地表面、雪、冰和平流层过程在气候中的作用。

全球海洋数据同化实验(GODAE)始于1997年,目的是利用改进的技术(现场和远程)来观察、测量、模拟和同化全球范围内可供研究人员使用的全面海洋和海洋数据和预测,以发展更好的海洋观测和海洋预报。

始于2000年的阿尔戈计划部署了3000人分析浮动(在世界各地的海洋中间隔约3度)收集上层海洋物理状态的温度、速度和盐度测量,重点是季节和年代际变化。收集到的数据将用于海洋和海洋-大气耦合预报模型的初始化、数据同化和模型测试。

随着海洋物理、化学和生物数据的增加,人们正在创建改进的模型,将海洋成分纳入计算机模型,并使用更复杂的计算系统。平行海洋计划是洛斯阿拉莫斯国家实验室开发的一个公开可用的模型,使用深度为垂直坐标的海洋环流。研究人员在为并行计算机调整平行海洋程序以提高性能的同时,也增强了模型对真实海洋的物理表征。高分辨率的模拟显示,墨西哥湾流的海面高度变化与观测结果更加一致。

开放海洋平板模型在其计算海洋成分混合层温度的组件中包括海冰,包括海水密度,海水热容,年平均值海洋混合层深度,海洋部分被海冰覆盖,净大气到海洋热通量、海洋内部混合层热流,模拟深水热交换和海洋运输,与海冰的热交换(包括太阳辐射通过冰层传输,以及海冰在开阔水域上生长时获得的热)。由此产生的热带混合层深度一般较浅,而在两个半球的高纬度地区,季节变化很大。

哈德利中心的海洋碳循环(HadOCC)模型包含了海洋生物学,可以更准确地估计二氧化碳在地表水中的化学反应,以及从表面进入海洋深处的二氧化碳。通过使用比用于气候预测的版本更低的分辨率,该模型允许对碳循环进行更大的测试,尽管它在代表海洋物理方面确实显raybet雷竞技最新示出较低的准确性。该模型使用了一个简化的生物系统,只使用浮游植物(营养物和废物)。溶解的无机碳被浮游植物的生长所吸收,并随着生物分解而返回。该模型追踪了溶解无机碳和四种生物成分中的碳含量。即使在模式中进行了多次简化,大西洋和太平洋模式与海洋观测的相关性也很好。该模型与赤道的观测结果确实存在很大差异,该模型显示了富含碳的深水过量浮出水面,并将这些碳释放到大气中。

相互作用的复杂性以及在计算机模型中包含这些相互作用的能力不断增强,可以更好地描绘气候变化的可能性,同时保持在模拟中包含如此多现实生活变量的限制。raybet雷竞技最新

参见:气候模型;raybet雷竞技最新计算机模型;海洋的变化;海洋学;风力循环。

参考书目。全球海洋数据同化实验,www.godae.org(引用自2007年11月);哈德利中心www.metoffice.gov.uk(引用自2007年11月);洛斯阿拉莫斯国家实验室,“平行海洋计划”,www.raybet雷竞技最新climate.lanl.gov(引用自2007年11月);国家海洋学中心,“世界海洋环流实验(WOCE) 1990-2002”,www.noc.ac.uk(引用于2007年11月);世界气候研究raybet雷竞技最新计划,www.clivar.org(引自2007年11月)。

林恩·米肖独立学者

继续阅读:海军研究办公室

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