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Ozeane, Physik und virtuelles Publikum:Helen Czerskis Royal Institution Christmas Lecture

Die Royal Institution Christmas Lectures wurden 1825 von Michael Faraday ins Leben gerufen. Sie werden jetzt jedes Jahr im nationalen Fernsehen ausgestrahlt und bringen Wissenschaftler an drei Abenden der Weihnachtszeit auf unsere Bildschirme.

Die Vortragsreihe fand schon immer in London statt, aber dieses Jahr wird es natürlich etwas anders sein.

Die Weihnachtsvorträge 2020 mit dem Titel Planet Earth:A User's Guide , werden von Professor Chris Jackson, Dr. Helen Czerski und Dr. Tara Shine moderiert.

  • Lecture Two Airs heute Abend, 29. Dezember, um 20 Uhr auf BBC Four. Sehen Sie sich den ersten Vortrag auf BBC iPlayer an.

Im zweiten Vortrag spricht die Physikerin und Ozeanographin Helen Czerski über die Rolle unserer Ozeane in der Klimakrise. Wir haben mit Helen für eine Folge des Science Focus Podcast gesprochen , die Sie ganz unten auf dieser Seite anhören können. Hier ist, was Helen uns über ihre Tätigkeit als Weihnachtsdozentin 2020 erzählt hat.

Ozeane, Physik und virtuelles Publikum:Helen Czerskis Royal Institution Christmas Lecture

Was hat ein Physiker im Ozean?

Hauptsächlich Energie in Form von Wärme, aber es gibt auch kinetische Energie.

Wir wissen, dass es viel Energie kostet, den Wasserkocher zum Kochen zu bringen – wir sehen es nicht unbedingt, weil man einfach auf einen Schalter drückt, das Licht angeht und irgendwann später gibt es Tee. Aber wenn Sie den Energieverbrauch in Ihrem Haus überwachen, sind die beiden größten Spitzen der Wasserkocher und der Wäschetrockner.

Das sagt uns, dass man den Ozean nicht sehr stark aufheizen muss, um viel Energie zu speichern. Auch wenn es den Ozean nicht sehr aufheizt, kann diese Energie, sobald sie an andere Orte gelangt, ziemlich große Auswirkungen haben. Der Ozean ist also im Grunde eine Batterie für die Erde.

Es trägt dazu bei, unseren Planeten viel schöner zu machen, denn wenn es beispielsweise ein paar Tage bewölkt ist, sinkt die Temperatur beispielsweise nicht um 50 Grad. Es geht nur ein bisschen runter und wir beschweren uns alle darüber. Eigentlich halten uns die Ozeane warm und während der sehr heißen Sommertage halten sie uns sogar kühl.

Der Ozean ist der Energiespeicher für die Erde. Es ist etwas, das das Erdsystem speichern kann, wenn viel Energie vorhanden ist, und es dann wieder extrahieren kann, wenn nicht so viel Energie verfügbar ist.

Sie können sich vorstellen, dass sich die Erde Energie aus dem Universum leiht:Sie kommt herein, die Energie hängt ein wenig im Erdsystem herum und fließt schließlich in den Weltraum ab. Wir halten nur ein bisschen davon fest, benutzen es – und stehen seiner Reise hinaus ins Universum gewissermaßen im Weg.

Aber dazu brauchen wir einen Laden. Der Ozean ist für all das von entscheidender Bedeutung und transportiert auch Energie um den Planeten. Weißt du, die Pole wären in den Tiefen des arktischen Winters viel, viel kälter, wenn es keinen Ozean gäbe. Tatsächlich sieht man das an der Oberflächentemperatur in der Arktis, in der Antarktis während der Polarnacht.

Wir schauen auf das Meer und wir sehen nur Blau und es ist irgendwie flach und es gibt viel davon. Aber tatsächlich passiert eine Menge Dinge unter der Oberfläche, während es diese Energie verschiebt.

Bedeutet es aufgrund seiner Beschaffenheit als Energiebatterie auf der Erde, dass es eine der besten Quellen für erneuerbare Energie ist?

Nein, interessanterweise. Es gibt also Möglichkeiten, Energie aus der Meerestemperatur zu gewinnen, aber das funktioniert nur an wenigen Orten.

Wenn wir über Energie sprechen, und wirklich, wenn Sie wählerisch sind, wenn es um erneuerbare Energien geht, dann ist es überhaupt keine Energie, an der wir knapp sind. Was uns fehlt, ist nützliche Energie. Und was Sie brauchen, um nützliche Energie zu haben, ist ein Unterschied.

Stellen wir uns vor, Sie sind ein Vogel, der durch die Atmosphäre schwebt. Wenn du mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Wind reist, spürst du den Wind nicht, weil du dich bewegst und der Wind sich bewegt, aber relativ zueinander, gibt es keine Bewegung. Es besteht kein Zweifel, dass Sie kinetische Energie haben und der Wind kinetische Energie, aber da es keinen Unterschied zwischen diesen beiden Positionen gibt, können Sie daraus nichts Nützliches ziehen.

Aus Sicht der erneuerbaren Energien ist das Meer für den Menschen eine sehr minderwertige Energie. Nicht für den Ozean, denn er steuert das System. Aber es ist sehr minderwertig, weil es ein bisschen warm ist, es gibt keinen großen Energieunterschied. Aus einem kleinen Temperaturunterschied kann man keine Energie gewinnen.

Das ist der Grund, warum Sonnenlicht nützlich ist:Sie haben einen dunklen Tag und dann haben Sie helles Sonnenlicht – das ist ein großer Unterschied. Daraus kann man definitiv nutzbare Energie ziehen. Es gibt hier einen grundlegenden physikalischen Punkt, nämlich dass es diese nützliche Energie ist, die wirklich zählt.

Ozeane, Physik und virtuelles Publikum:Helen Czerskis Royal Institution Christmas Lecture

Obwohl die Meeresbatterie also wirklich wichtig ist, ist es ziemlich schwierig, ihr Energie zu entziehen. Es gibt ein paar Ausnahmen:Wärmepumpen, die in den Tropen den Unterschied zwischen dem sehr warmen Wasser an der Oberfläche und dem sehr kalten Wasser in der Tiefe nutzen.

Es gibt eine Energiefabrik in Hawaii, die ich besucht habe, wo sie das im Grunde tun – sie haben eine Art Whirlpool und eine kalte Wanne für das Meer. Sie haben sie sehr unterhaltsam rot und blau gefärbt. Aber es wurde als Demonstrationsanlage gebaut, und selbst auf Hawaii können sie nur gerade genug Energie daraus ziehen, um es funktionsfähig zu machen.

Wenn wir an Land sind, können wir die Energie nutzen, die normalerweise von stationären Dingen wie einer Windkraftanlage kommt, wissen Sie, wenn das Wetter stimmt. Die Wärme des Ozeans könnte dabei helfen, dieses Wetter anzutreiben, und dann treibt das Wetter die Windkraftanlage an.

Obwohl es also leider der Fall sein kann, dass wir Wärmeenergie auf der Erde ansammeln, ist sie für den Betrieb unserer Gesellschaft nicht sehr nützlich.

Welche aktuellen Initiativen geben Ihnen Hoffnung für die Zukunft?

Es ist leicht zu spüren, dass sich die Dinge wirklich langsam ändern. Aber die Sache ist, wir starten hier nicht am Anfang der Laufstrecke.

Meine Mutter hat mir kürzlich ein Bild von mir geschickt, auf dem ich vor 25 Jahren neben ihr stand, als ich mich auf den Straßen der Stadt, in der ich lebte, für Friends of the Earth einsetzte. Dies sind keine neuen Probleme und die Leute haben lange darüber nachgedacht.

Ich denke, der Grund, der jetzt wichtig ist, ist, dass die Leute wirklich anfangen, viel mehr über sie zu sprechen, was brillant ist, aber viele der Ideen drehen sich seit Jahrzehnten um, so dass sie jetzt das Stadium erreicht haben, in dem sie ' wieder einsatzbereit.

Es fühlt sich manchmal frustrierend an, es fühlt sich an, als würde sich nichts sofort ändern. Tatsächlich ändern sich die Dinge auf den Zeitskalen menschlicher Zivilisationen, im Laufe des Menschenlebens sehr schnell. Das Gespräch ist wirklich wichtig, aber auch diese ganze Arbeit hat schon mal gute Ideen hervorgebracht. Sie existieren bereits. Und es könnte mehr von ihnen geben und sie könnten besser sein, aber wir bauen auch auf einer Grundlage auf.

Wir fangen nicht bei Null an. Und ich denke, was wirklich wichtig ist, wenn es um das Ausmaß der Aufgabe geht, ist zu erkennen, dass wir auf diesem Weg eigentlich schon ziemlich weit sind.

Wie wird sich die diesjährige Übertragung von früheren Vorträgen unterscheiden?

Nun, offensichtlich haben wir ein virtuelles Publikum und kein echtes Publikum. Viele der Dreharbeiten werden sehr ähnlich sein. In dem Sinne, dass Sie normalerweise, wenn Sie eine Fernsehdokumentation machen, aufhören und anfangen und alles in Stücken machen, und das wird so ziemlich wie ein Vortrag gefilmt. Auch wenn wir eher mit Kameras als mit physischen Personen im Raum sprechen werden.

Das Schwierigste für uns ist, dass die grundlegende Einheit der menschlichen Zivilisation ein Mensch ist, der mit einem anderen Menschen spricht. Es ist eine sehr mächtige Sache. Menschen interessieren sich grundsätzlich für andere Menschen, und wir erhalten viele Hinweise, wenn wir mit anderen Menschen sprechen. In einer Live-Situation ist das also da.

Das Wunderbare an der Royal Institution als Ort, an dem man sich normal unterhalten kann, ist, dass Sie mittendrin sind. Was Sie im Fernsehen sehen, sind diese sehr steilen Sitze, die sich umdrehen, und Sie als Dozent sind bei jedem Vortrag, den Sie gerade halten, mittendrin. Es ist wie in einer griechischen Demokratie, man ist mitten im Volk und muss sich gegen das Surround-Sound-Publikum verteidigen.

Wenn Sie mit dem Publikum sprechen, verbinden Sie sich natürlich mit ihm. Du hörst sie atmen, du kannst hören, wenn sie nicht interessiert sind, eigentlich werden sie sehr leise. Selbst wenn sie denken, dass sie leise sind, können Sie die Reaktion im Raum spüren.

Als Mensch sind Sie es gewohnt, das in Echtzeit zu beurteilen. Richtig, Sie können diesen Satz ändern, je nachdem, was mit diesem Satz passiert ist. Das werden wir nicht schaffen. Also denke ich, dass es interessant sein wird, die emotionale Reise zu managen. Ich schätze, meine größte Sorge ist, obwohl ich keine Möglichkeit haben werde, das zu beurteilen, dass ich die Art und Weise, wie das Publikum zu Hause reagiert, falsch einschätzen könnte. Obwohl wir ein virtuelles Publikum haben, wird es ein bisschen anders sein.

Interviews mit früheren Weihnachtsdozenten:

  • 2019 Dozentin Hannah Fry:Wie viel von unserem Leben wird heimlich von Mathematik untermauert?
  • 2018 Dozentin Aoife McLysaght:Was macht mich zu „meinem“?
  • 2017 Dozentin Sophie Scott:Eine Verbindung herstellen

Aber ich habe volles Vertrauen in das Demonstrationsteam der Royal Institution. Es muss gesagt werden, dass das Beeindruckendste an all dem der Aufwand ist, den die Royal Institution und andere hinter den Kulissen unternehmen, damit diese Demonstrationen funktionieren.

Obwohl wir die Ideen haben und helfen, sind wir nicht diejenigen, die nachmittags 14 Mal die Höhe der Glasröhre anpassen, um zu versuchen, dass es funktioniert. Daher müssen wir die Teamarbeit hinter den Kulissen anerkennen.

Tatsächlich freue ich mich für meinen Vortrag unter anderem auf Meeresdemonstrationen, für deren Aufbau wir Akademiker keine Zeit haben. Wir können nicht einen ganzen Nachmittag damit verbringen, ein Reagenzglas 14 Mal einzustellen, damit eine Demonstration funktioniert. Es wird Demos geben, die meiner Meinung nach von wahrscheinlich allen unseren Vorlesungen für den Unterricht nützlich sind. Weil Sie normalerweise nicht die Möglichkeit haben, sie einzurichten. Sobald Sie es getan und gefilmt haben, werden sie für alle für immer nützlich. Das ist also eine großartige Sache.

Hier gibt es tatsächlich einen Vorteil gegenüber der Online-Welt. Obwohl diese im Fernsehen übertragen werden, sind alle anderen Vorträge online verfügbar. Und das beseitigt eine Barriere.

Wenn Sie in der Vergangenheit nicht zu diesem ziemlich noblen Veranstaltungsort in Mayfair gekommen sind und nicht auf der Einladungsliste standen, dann haben Sie [die Weihnachtsvorlesungen] nicht gesehen. Ich denke, eines der Dinge, die uns allen am Anfang sehr wichtig waren, war, dass das Publikum nicht nur die Leute sind, die immer kommen dürfen. Es sind andere Leute, die Teil des virtuellen Publikums sein können, soweit wir es schaffen konnten.

Es gibt hoffentlich einige Dinge, die sich aus dem virtuellen Publikum und Online-Dingen ergeben, die [nach der Pandemie] bleiben könnten, weil sie mehr Menschen die Tür öffnen. Ich denke, das ist wirklich wichtig. Ja, es gibt diese ganze Tradition und so wurde es schon immer gemacht. Und das ist alles genial. Aber es kann nicht schaden, wenn die Tradition ihre Türen öffnet und sie teilt.

Wenn Sie etwas Gutes haben, warum teilen Sie es nicht so weit wie möglich und warum teilen Sie damit nicht Ansichten, die von so vielen Orten wie möglich stammen? All das ist ziemlich wichtig. Und ich denke, dieses Jahr ist eine wirklich gute Gelegenheit, das wirklich voranzutreiben.

Was hoffen Sie, dass die 2021-Dozenten aus Ihrer Erfahrung lernen werden?

Die Vorträge im nächsten Jahr... hoffentlich gibt es wieder Live-Publikum. Aber ich denke, dass einige gute Dinge dabei herausgekommen sind, es auf diese Weise zu tun.

Es ist wirklich wichtig, dass es nicht genau so wird, wie es vorher war. Es gibt wahrscheinlich Dinge, die auf diese Weise [virtuell] gemacht werden können, die auf die andere Art [live] nicht hätten gemacht werden können. Und es ist wichtig, diese einzubeziehen. Also würde ich sagen, sieh uns nicht als die Verrückten an, die etwas getan haben, das nie wieder getan wird. Etwas davon wird gut genug sein, um es in Zukunft jedes Jahr zu tun. Es wäre großartig, wenn sie danach suchen würden.

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Hören Sie sich weitere Folgen des Science Focus Podcast an :

  • Hannah Fry:Wie viel unseres Lebens wird heimlich von Mathematik untermauert?
  • Weihnachtsvorträge der Royal Institution in Vergangenheit und Gegenwart
  • Sir David Attenborough:Wie können wir unseren Planeten retten?
  • Christiana Figueres und Tom Rivett-Carnac:Hat der Klimawandel unsere Zukunft bestimmt?
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  • Mark Miodownik:Sind biologisch abbaubare Kunststoffe wirklich besser als herkömmliche Kunststoffe?