Category: общество

Category was added automatically. Read all entries about "общество".

2007

Искажение начала перетекания

Уперся в трудность.

На карте Земли после сдвига на 17 градусов есть незаметные для глаза перепады высот между соседних тазиков в несколько метров.

ReliefAxis17 SlowChange 2761 Hoq.png

Направление перепада показано черно-белыми штрихами от темного конца к светлому.

По изображению видно, что похожи они на искажение начала перетекания.

Впервые обнаружил это искажение на карте остановки вращения Земли в виде четырех поднятий на севере и юге. Считал, что оно возникает только вначале перетекания и в дальнейшем полностью прекращается.

Оказалось, что не прекращается полностью и в конце расчета остается. Хорошая новость, что это искажение малое, и является одним из погрешностей вычислений.

Свойства

Для сферы искажения отсутствуют.

Для эллиптического геоида искажение проявляется в виде четырех вертикальных областей увеличеных перепадов высот между соседними тазиками на северном и южном полушариях и нескольких меньших горизонтальных областей.

OceanMap GeometricDistortion.png Перепады находятся в диапазоне 0,5 метра при разрешении k6. Карту можно построить самостоятельно с помощью скрипта GeometricDistortion.cs

Для нестабильного геоида величина перепадов увеличивается в десятки и сотни раз, поэтому должна тщательно учитываться.

Варианты решения



преимущества

побочные эффекты
1) Увеличивать масштаб в сомнительным местах рано или поздно масштаб нужно делать комплесным ресурсоемко
2) Менять ускория на воду (например, при сдвиге оси) постепенно моделировать можно только плавные события, но точности для построения геоида недостаточно
3) Определять коэффициенты аналогично меридианной проекции, и учитывать больше соседей вплоть до всей сферы. точность Решаются системы линейных уравнений вида file:HealpixFormattor_Mockup.jpg

it4history/Logy.Exchange/blob/master/src/Logy.Maps/Projections/Healpix/HealpixFormattor.cs3d-модель, верхние две волны, особенно справа, слишком вытягнуты вверх и в сторону file:OceanMap_Water_HighBasin.gif.



2007

Меридианная проекция - вода

Удобно изучать Землю в разрезе меридианов.

Самая простая модель

Создадим самую простую модель Мирового океана.

Игнорируем сушу и дно. Интересует только вода.

Как считать уровень воды

Имеется один меридиан, разделенный на тазики от северного полюса до южного.

Для расчета уровней воды в тазиках выбираю сферические координаты.

Другие виды координат не подходят, потому что:

В сферических координатах высота тазика не перпендикулярна датуму, и градиент спокойствия не равен нулю. Эта особенность позволяет отвязываться от датума и переходить от одного к другому. Направление высоты тазика совпадает с радиусом Земли. И направление высоты стабильно при изменении уровня воды. Изменение градиента сохраняет объем воды тазика с высокой точностью благодаря симметричности в сферических координатах.

Алгоритм

Рассчет происходит по такому алгоритму:


  1. начальные условия: спокойная Земля, сферические координаты

  2. пересечения градиента с высотами тазика

  3. перелить воду

пересчитывать Δgq (градиент спокойствия) при стабилизированном изменении g - Ускорение свободного падения, а также при значительном изменении hOQ

Примеры

На следующих изображениях северный полюс находится вверху, южный - внизу. Экватор посередине.

Слева направо возрастает модельное время, то есть левая сторона изображения показывает начальные условия.

Глубины отсчитываются относительно формы Земли в эллипсоидальном приближении. Нулевая отметка глубины окрашена в зелёно-синий цвет (Aquamarine).

Закругленности вверху и внизу оставлены для красоты...

первый пример

Вода в первом тазике поднимается с глубины 500м, а в другом опускается с высоты 500м: HighLowBasin 1.png

Видно, что вначале стороны тазиков четко отвесные. Это вызвано тем, что вода перетекает через ребра верхней грани, а не через ребра сторон. С другой стороны, если считать, что вода падает беспрепятственно, то есть отсутствуют давления снизу и сверху, то внутри тазика вода пребывает в условиях невесомости - поэтому вытекать через стороны и не должна.

Возникающая волна выглядит естественно.

второй пример

Уменьшаем центробежное ускорение, увеличивая звездные сутки сначало немножно (от 23,9 часов до 26,7), а в середине времени резко до 46,2 часов EarthRotationStopping 1.png

Видно, что волны постепенно увеличиваются и смещаются к полюсам.

Можно посмотреть в изменяющемся масштабе, когда на каждый момент времени масштаб выбирается таким, чтобы экстремальные значения были выделены самым контрастным цветом EarthRotationStopping 1 dyn.png Легенда показывает масштаб для последнего момента.

Высота волны в 173 метра (разница между полюсами и экватором) - это конечно, мало для данного случая, потому что время интегрирования было равным только 5. Увеличиваю время интегрирования до 1100, пока рост волны не прекратится. В данном случае это 2 километра для звездных суток равных 26,7 часов, и 7.87 километров для 46,2 часов. EarthRotationStopping 1000.png

третий пример

Уменьшаем центробежное ускорение до нуля. EarthRotationStopped 1000.pngВысота волны получилась 10,72км для k8 (HEALPix 790 тысяч). Это удивительное число только на 0.5% меньше, чем 10,69км - разделенная пополам эллипсоид приплюснутость, равная: 21384,7 м.

Многие ожидают увидеть здесь волну высотой во все 21 километра.

Некоторые считают, что если ось поехала на 15 градусов, это означает цунами высотой 3,5 км. Но так ли это? Существует еще изменение силы тяжести при перемещении от полюса к экватору. Разница в ускорении силы тяжести между полюсами и экватором составляет g90 - g0 = 983,2 - 978,0 = 5,2 см/сек2. Около 2/3 этой разности возникает за счет центробежного ускорения на земном экваторе и около 1/3 - за счет сплюснутости Земли. То есть в результате остановки вращения Земли только одна треть от 21 километра должна компенсироваться гравитацией - выходит оценка в 14 километров.


Моё же объяснение другое.

Представим себе стакан с водой на дне. Если придать воде и стакану вертикальное ускорение, то удивительно, но уровень воды не изменится. Увеличится давление воды на дно и стенки стакана, но поверхность воды не шелохнётся. Только горизонтальное ускорение создает на поверхности воды волны. Гидроудар здесь не рассматривается.

Если в стакан положить стальную пружину, то вертикальное ускорение сожмет ее. Похожее поведение продемонстрируют также и газы.

Мнение о том, что вода на экваторе поднимается под действием вертикального ускорения происходит от мысленного отождествления силы тяжести с гидравлическим прессом. Считается, что сила тяжести придавливает воду на полюсах и потому она течёт на экватор. Но если бы это действительно было так, то тогда для создания волны на экваторе высотою 1 километр нужно придавить поверхность воды на полюсах давлением в 100 атмосфер. А это немыслимо. В действительности и на полюсах, и на экваторе поверхность воды придавлена примерно одинаковым давлением в 1 атмосферу.

Поэтому давайте изучать горизонтальные ускорения, действующие на Мировой океан.

Посчитано, что горизонтальная составляющая гравитации направлена к экватору и имеет максимум 16,1 мм/сек² в районе 45 градусов широты. Свойства горизонтальной составляющей центробежного ускорения аналогичны - направлена к экватору и имеет максимум 16,9 мм/сек² в районе 45 градусов широты.

В результате остановки вращения Земли горизонтальная составляющая ускорения свободного падения уменьшается примерно в два раза, поэтому и высота волны уменьшается вдвое.

Выводы

Интегрирование закончилось стабильным значением высот волн.

В дальнейшем нужно добавить в модель сушу и рельеф дна.

2007

Рельеф Земли - координаты

Сетка координат

Метод расчета требует разбиения гидросферы и литосферы на части. Берём сферу с центром в центре Земли. Делим её на сферические четырехугольники одинаковой площади Ωpix (HEALPix площадь пикселя).

Подбирая радиусы для конкретных точек поверхности, делим гидросферу на многогранники, похожие на прямые призмы.

Пусть такие многогранники из четырехугольными плоскими основаниями называются "тазиками" (по-английски "basin").

Боковые рёбра у "тазиков" есть отрезками радиуса Земли.

Пример

Рассмотрим пример: в середине находится "тазик", а его соседи называются "северный сосед" и "южный сосед". Для наглядности выбрано высокое разрешение сетки HEALPix, при котором основания (верхняя и нижняя грани) кажутся квадратами.

Геоид равномерно покрывает "тазик" и "южного соседа". Это значит, что они сбалансированы, и движений воды не будет. "Северный сосед" возвышается над геоидом, поэтому алгоритм моделирования рельефа будет выливать воду из него.

При просмотре нижних граней, видно, что тазики углубляются в литосферу равномерно, независимо от сбалансированности с геоидом. Basins 2balanced 1not.gif

Ускорение свободного падения

Уравнение Сомильяны для g относительно эллипсоида совместимо с данными проекта Earth2014, который публикует форму геоида через расстояния от центра Земли. Погрешностью высоты в 1 метр на 1 квадратную милю, вызванной эмпирическими данными проекта Earth2014, пренебрегаем.

Поскольку в формуле Ug=mgh ускорение g не всегда направлено к центру Земли (g=gEarth+a, где a - центробежное ускорение), то нужно выделить вертикальную его часть, которую обозначим символом gVer, и перпендикулярную, которую обозначим символом gHor.

Балансирование

Рассмотрим взаимодействие сбалансированных "тазика" и "южного соседа" из предыдущего примера. Предполагаем, что gVer у соседей одинаков, а их необщие грани сбалансированы извне, то есть кажутся твердыми.

"Южный сосед" выше "тазика" на высоту deltaH, а вода "тазика" имеет ускорение gHor, направленное в сторону "южного соседа".

Basins 2balanced forces.gif

Почему вода не движется при таком положении "тазиков"?

Объяснение

Вспоминаем закон Паскаля: Гидростатическое давление жидкости с постоянной плотностью в однородном поле тяжести (= несжимаемая жидкость) p = ρ*g*h

Погрешностью высоты в 30 м высоты Мирового океана, вызванной сжимаемостью воды, пренебрегаем.

В нашем случае давление "южного соседа" на грань deltaH равно ρ*gVer*deltaH. Поскольку вода не движется, то значит "тазик" тоже давит на эту грань deltaH. Давление "тазика" равно gHor*mтазика / Ωобщей грани (сила воздействия "тазика", разделенная на площадь общей грани). Такое воздействие объясняется законом Паскаля: Давление, производимое на жидкость или газ, передается в любую точку без изменений во всех направлениях.

Представив массу "тазика" mтазика как произведению его объёма V на плотность ρ, получим равенство давлений ρ*gVer*deltaH = gHor*V*ρ / Ωобщей грани

ρ можно сократить, если предполагать, что плотность воды в соседних "тазиках" на разных глубинах одинакова. Погрешностью, вызванной одинаковой плотностью воды на глубинах для соседних "тазиков", пренебрегаем. Поскольку плотность воды зависит от её солености и температуры, топогрешностью, вызванной соленостью и температурой воды, пренебрегаем - как следствие закон сохранения энергии, а именно первое начало термодинамики, может нарушаться.

Формула

gVer*deltaH = gHor*V / Ωобщей грани

Это равенство похоже на формулу гидроудара.

Попытка упрощения

Объём "тазика" V равен произведению Ωpix на высоту Hтазика при достаточно высоком разрешении сетки координат.

Получим равенство gVer*deltaH = gHorpix*Hтазика / Ωобщей грани

2007

Геоид

По определению средний уровень морей совпадает с геоидом, а также утверждается, что отличие реального среднего уровня моря от геоида может достигать 1 м в связи с явлением геострофии.

Поверхность Мирового океана совпадает с геоидом, а поверхности внутренних частей гидросферы, что не входят в Мировой океан, параллельны геоиду.

Потенциальная энергия

Некоторое время меня волновал вопрос: на какую именно величину поднимается поверхность воды при вращении Земли? Как перейти от центробежного ускорения к высотам? Сочувствовал Камалову, который видел исторические данные про то, как пучится земля, но не мог найти численные зависимости.

А ответ прямо записан в определении геоида - геоид определяется как эквипотенциальная поверхность земного поля тяжести.

Что такое эквипотенциальная поверхность поля тяжести? Ответ: Эквипотенциальная поверхность — это поверхность, на которой скалярный потенциал данного потенциального поля принимает постоянное значение... приближенно можно утверждать, что по эквипотенциальной поверхности гравитационного поля Земли проходит уровень океанов... Неточность этого утверждения связана с двумя неучтёнными воздействиями: 1) так называемые приливные силы со стороны других небесных тел, прежде всего Луны и Солнца, 2) вращение земли. Погрешностью 0,6 м геоида, вызванной приливными силами со стороны небесных тел, пренебрегаю, а вращение Земли легко рассчитывается.

Формула

Чему равен скалярный потенциал тяжести? Ответ: Для малого тела, находящегося на поверхности большого тела справедлива следующая формула: Ug=mgh

Это значит, что при отсутствии механических препятствий расстояние от центра Земли до поверхности геоида обратно пропорционально ускорению свободного падения.

Вектор g из формулы включает в себя центробежное ускорение, то есть g направлен к центру Земли в двух случаях: на экваторе и полюсах (при пренебрежении отклонениями геоида).

Потенциальная энергия упругой деформации

Физические тела могут быть или пластичными, или упругими тремя видами упругости.

Пластичные тела не имеют потенциальной энергии деформации, а упругие - характеризуется отдельным видом потенциальной энергии деформации для каждого вида упругости.

Потенциальной энергии деформации соответствуют силы упругости механических препятствий, которые действуют в противоположном направлении к направлению g. Поэтому можно говорить, что потенциальная энергия деформации черпается из потенциальной энергии тяжести Ug=mgh. Для всестороннего сжатия или растяжения потенциальная энергия деформации равна Ep=0.5k(Δx)2 (где k - коэффициент упругости).

Вода пластичная, кроме деформации сдвига, поэтому потенциальную энергию деформации черпает из горизонтального ускорения свободного падения. Потенциальной энергией всестороннего сжатия пренебрегаю из-за слабой сжимаемости воды. В сбалансированном состоянии сила трения отсутствует.

Газы пластичные, кроме деформации всестороннего сжатия. Эту потенциальную энергию можно оценить только в замкнутом пространстве, например, в масштабе всей Земли.

Верхняя часть литосферы преимущественно пластичная, а не упругая, но внутренние части литосферы (монолитная твердая Земля) упругие.

Следствия

Ускорение свободного падения на полюсах равно: 9,8321849 м/с², а ускорение свободного падения на экваторе равно: 9,7803253 м/с². Соотношение между ними: 1.005302441393196. Умножив на полярный радиус 6356.752 км, получим 6390.458 км. Это на 12 км больше экваториального радиуса. То есть вещество, покоящееся относительно современной поверхности Земли, при отсутствии механических препятствий для движения должно удаляться от экватора на 12 км выше, чем от полюсов.

Свободнее всего движутся газы. Например, в тропосфере - верхняя граница находится на высоте 8—10 км в полярных... 16—18 км в тропических широтах - разница 8 км. Отличие от 12 км объясняю наличием механических препятствий для воздуха в состоянии покоя, которые аккумулируются в потенциальной энергии всестороннего сжатия.

Мировой океан аккумулирует потенциальную энергию деформации сдвига. Как следствие вода меньше удаляется от центра Земле, чем воздух, и активно перемещается в горизонтальном направлении.

Для литосферы потенциальную энергию деформации объясняет число Лава, h.

Литосфера стремится принять форму геоида

Медленней за гидросферу, но так же неумолимо, пластичная верхняя часть литосферы стремится принять форму геоида, в этом и есть физический смысл Законов впука-выпука.

Данное явление есть следствием закона сохранения энергии для классической механики.

2007

Рельеф Земли - баланс сил

Чтобы убедительно представить реконструированную историю, например, для Крыма, нужно иметь детальную карту местности ДО сдвига географического полюса, где будут и рельеф суши, и береговые линии, и морские глубины.

Такую карту можно рассчитать с помощью физической модели гидросферы и литосферы, исходя из современных географических данных.

Модель

Выполнение законов Ньютона достигается в инерциальной системе отсчёта. Для расчёта по ним сил, что действуют на тела, преимущественно покоящиеся на поверхности Земли, удобно использовать неинерциальные системы отсчета, и поэтому нужно вводить понятия центробежной силы и силы Кориолиса. Эти силы отсутствуют на оси вращения, и также сила Кориолиса не действует на тела, что покоятся относительно поверхности Земли.

Пример. Рассмотрим баланс сил для четырех тел, что находятся на одном и том же меридиане.Earth mockup1.gif


Ускорение свободного падения показано синими стрелками, и зависит от формы литосферы по эмпирической формуле.
Центробежное ускорение показано красными стрелками, размер которых увеличен в 50 раз для наглядности.



Результирующее ускорение сбалансировано давлениями со стороны соседних тел: частей гидросферы или литосферы.


Дальнейший расчет будет производится методом конечных разностей в виде упрощенного метода решёточных уравнений Больцмана.

Задачи:


  1. Для Земли, вращение которой остановилось, получить географическую карту, похожую на карту от Witold Fraczek, созданной в aw:ArcGIS Earth nospinn.png

  2. Построить карту гидросферы при смещении географического полюса, например, на 18 градусов.

  3. Рассчитать изменения литосферы при смещении полюса согласно законов впука-выпука от Камалова.


В данном посте я сформулировал направление исследований.

Приветствую любую критику.

2007

Республика и государство

Республика рождается из желания равноправия.

Желание неравноправия - или приятнее говоря, желание справедливости порождает империю.

Эти крайние формы неизбежно сталкиваются, возникают кризисы. Происходят вытирание истории, удаление комментариев в ЖЖ, а в контексте права возникают границы, секуляризация и создание государства‎.

Государством империя станет лишь тогда, когда сунет нос в дела на местах, и это - середина 19 века.

То есть государство - это диалектически развитое равенство и справедливость.

2007

Идеология и Онтология: что общего и в чём различия

Мы знаем, что:

Почему идеология не может превратиться в онтологию?

Потому что в идеологии одну и ту же цель преследуют слишком разные субъекты, которые никак не могут объединится в один субъект.

Первый пример идеологии - национализм

Субъектами идеологии национализма есть нация, государство и "элита", которая представляет интересы национализма.

Главная цель национализма (выражается элитой) - это отстаиванию интересов определённой национальной общности в отношениях с государственной властью.

Фактически национализм (элита) желает, чтобы государство и нация объединились в одно. Но такое невозможно, потому что государство по определению является частью нации, представителем нации, элитой нации.

Второй пример идеологии - "богатые и бедные"

Главная цель и богатых, и бедных - стать богаче.

Если бедные не сравнивают своё богатство с богатыми, то нету идеологии, а есть только онтология обогащения.

Если богатые не охраняют своё богатство от бедных, то нету идеологии "богатые и бедные", а есть только онтология обогащения.

Вывод

Идеология возникает из онтологии под действием цели Разделение свой-чужой, и в завершающей стадии любая идеология - это религия в плохом смысле слова.

2007

Кого из ново-историков можно почитать

2007

Процесс имеет субъекта, цели и похожие процессы

Пришли мысли при создании процесса Jesus Christ genealogy

Процесс обязательно имеет субъекта - это автор (человек), который поставил цели. Как противоположность, событие не имеет субъекта.
Если субъект умер, то процесс невозможно обсудить; у живых людей по отношению к такому процессу возникает только один вопрос "верить или не верить?"

Цели процесса нужно обязательно фиксировать. Поэтому когда Сергей Шишкин пишет, что Оценка степени достоверности события является одной из главных задач, ради которой создается база данных. Поэтому полезны ссылки на различные информационные ресурсы, откуда могут быть взяты дополнительные данные, то на самом деле - это сформулированные по-другому все те же цели: "Верить ли процессу?", "Кому конкретнее можно верить, насколько сильно и почему?".

Также можно было бы добавить в структуру события-процесса параметр "Дружественные процессы" (пример), что перечисляет другие процессы с похожими целями.