Как связаны динозавры с пирометрами и загрязнением воздуха

Какая связь между гибелью динозавров, точностью пирометров, тепловым излучением и наличием мельчайших частиц в воздухе?
Достоверно судить о том, что произошло 65 миллионов лет назад, когда погибли динозавры, не может никто. Но факт, что главенствующую роль в этом сыграли инфракрасные лучи, точнее их отсутствие, ученые сомневаются все меньше.
Более того, причина исчезновения динозавров позволит нам установить одну из составляющих точности бесконтактного инфракрасного пирометра.
При столкновении чикскулубского астероида с земной поверхностью в воздух были подняты миллиарды тонн пыли. Рассмотрим катастрофическое развитие в спектральном отношении. В видимом, оптическом диапазоне наступила ночь.

Взвешенные частицы стали преградой для солнечных лучей, включая тепловое излучение. Что видели динозавры на самом деле, уже никто не расскажет.
Может ничего не видели, если была тьма. Инфракрасные спектры дают не лучшую картину. Тепловые волны от светила перестали проникать к поверхности, активно поглощаясь частицами в воздухе. Последовало постепенное остывание, уменьшение температуры, буквально на десятки градусов, повлекшее гибель динозавров от холода – напрямую и от уменьшающего количества корма – косвенным образом.
Но оставим это исследование палеонтологам. Нас больше интересует факт, что земли перестали достигать инфракрасные лучи. Сказался эффект поглощения солнечного тепла поднявшейся пылью, сажей, и метеоритным веществом.
Обратимся к длине волны и частоте колебаний инфракрасного луча.

  • ближневолновое тепловое излучение (0.7-1.4 микрона);
  • средневолновые лучи (1.4-3.0 микрона);
  • дальнее излучение (3.0 микрона-1.0 мм).

Проанализируем размер частиц, которые теоретически могли подняться в воздух при столкновении Земли с метеоритом, из-за чего живительное инфракрасное тепло “затормозилось”, не добравшись до земли, оставив на голодном и холодном пайке все живое.
Ну точнее не все, если быть справедливым. Мелкие животные и насекомые уцелели, дав жизнь новому витку развития на Земле. Но сейчас не об этом.
Земная атмосфера прозрачна и пропускает инфракрасное излучение в диапазоне от 0,7 до 5 микрон, что включает спектры: коротковолновая, средневолновая часть и частично захватывается дальнее инфракрасное излучение.
Сопоставив длины волн лучей с размером взвешенных частиц после катастрофического столкновения, получаем, что величина каждой частички сопоставима с длиной волн во всех трех спектрах ИК излучения, а значит атмосфера становится не прозрачной не только в видимом диапазоне.
Тепло, идущее от солнца, нагревает пылевую смесь из последствий взрыва, парящую в атмосфере, отдавая энергию, не доходящую в виде излучения до земной тверди.
Скорость осаждения взвешенных частиц в воздухе напрямую зависит от: их размера, движения воздушных масс, силы земного притяжения.

Частицы размером:

Крупные Более 0,1 мм стремятся вниз со скоростью 50 см/с
Средние От 1 до 100 мкм оседают со скоростью 20 см/с
Менее 1 мкм Могут вообще никогда не оседать, если есть возмущения в атмосфере. А они будут, учитывая землетрясения и возникшие ураганы.

По всей видимости подобная ситуация наблюдается и при извержении вулканов.

А пирометр здесь при чем ?



В производственных условиях, ИК-термометры находятся не в лучших условиях, особенно те бесконтактные измерители температуры, которые встроены в автоматизированные системы конвейера или просто стоят на штативе, направленные строго на заданную деталь, заготовку.

Что может мешать получению достоверной информации о температуре путем восприятия пирометром ИК-лучей ? На распространение теплового излучения и точность измерения температур влияют пыль, пар, газообразные химические соединения, возможно табачный дым, если рабочие привыкли больше курить, а не работать.

Наибольшую погрешность дают взвешенные в воздухе элементы, соизмеримые с длиной волны, на которой работает инфракрасный термометр. В таком случае интенсивность теплового потока будет ослаблена и показания прибора доверять нельзя.

Значительно меньшую погрешность из-за загрязнения имеют дистанционные оптические пирометры с исчезающей нитью, принцип действия которых основан на визуальном восприятии светящихся от высокой температуры предметов.

Подводя черту под пирометрической и палеонтологической темой, сформулируем тезисы:

  1. Инфракрасное излучение поглощается взвешенными частичками.
  2. Потеря энергии теплового излучения происходит в зависимости от фракционного состава загрязнений в воздухе.
  3. Поглощение инфракрасного тепла происходит на различных длинах волн. Чем более коротковолновое излучение принимается оптикой пирометра, тем меньше помехи.