UFO'S of UAP'S, ASTRONOMIE, RUIMTEVAART, ARCHEOLOGIE, OUDHEIDKUNDE, SF-SNUFJES EN ANDERE ESOTERISCHE WETENSCHAPPEN

It’s winter here on Earth, for those living in the northern hemisphere. This means snow, rain, colder temperatures, and all the other things we associate with “the festive season.” Much the same is true for Mars (aka. “Earth’s Twin”), which is also experiencing winter in its northern hemisphere right now. This means colder temperatures, especially around the polar regions where it can get as low as -123 °C (-190 °F), as well as ice, snow, frost, and the expansion of the polar ice caps – which are composed of both water ice and frozen carbon dioxide (“dry ice”).

While Mars does not experience snowfall the same way Earth does, seasonal change results in some very interesting phenomena. Thanks to the many robotic explorers NASA and other space agencies have sent to Mars in the past fifty years, scientists have been able to get a close-up look at these phenomena. These include the Viking orbiters and landers that studied the planet in the 1970s (with groundbreaking results) to the Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), the Mars Exploration Rovers (Spirit and Opportunity), and the Curiosity and Perseverance rovers exploring the surface today.

Thanks to these dedicated orbiters, landers, and rovers, scientists have learned a few salient facts about snow on Mars: it comes in two varieties (water ice and dry ice), and it only ever snows in the coldest regions and times – at the poles, under cloud cover, and at night. Because Mars’ atmosphere is so thin and its temperatures so extreme, water and carbon dioxide do not freeze but sublimate, transforming from a gas directly to ice (and back again). On top of that, dry ice snowflakes are cubic, meaning they have four sides instead of the familiar six-sided configuration we are familiar with.

As with water molecules, this is because a crystal’s shape depends on how atoms arrange themselves. In the case of CO2, molecules always bond in groups of four. Moreover, snow never reaches the ground on Mars but sublimates as it falls from the clouds to the surface. Since most orbiters cannot see through these clouds, and rovers cannot withstand the extreme cold, no images of falling snow have ever been taken. But scientists know that Mars experiences snowfall, thanks to a handful of dedicated instruments.

These include the Mars Climate Sounder (MCS) aboard the MRO, which observes the Martian atmosphere in visible and infrared light to measure the temperature, humidity, and dust content of the Martian atmosphere. This allows science teams to peer through cloud cover and detect CO₂ snow falling to the ground. Sylvain Piqueux, a planetary research Scientist at NASA’s Jet Propulsion Laboratory, explained the intricacies of Martian snow in a recent interview with NASA’s Mars News Report (a series dedicated to educating the public on the exploration and study of the Red Planet). As he explained:

“Enough falls that you could snowshoe across it. If you were looking for skiing, though, you’d have to go into a crater or cliffside, where snow could build up on a sloped surface. Because carbon dioxide ice has a symmetry of four, we know dry-ice snowflakes would be cube-shaped. Thanks to the Mars Climate Sounder, we can tell these snowflakes would be smaller than the width of a human hair.”

In addition, NASA’s Phoenix mission landed within 1,000 miles (about 1,600 kilometers) of Mars’ north pole in 2008. As part of its science operations, the lander used a laser-based atmospheric sensor – part of a special meteorological station provided by the Canadian Space Agency (CSA) – to detect water ice snow falling to the surface. The Viking landers also detected water frost at their landing sites, and NASA’s Odyssey orbiter observed frost forming and sublimating at sunrise many times during its mission.

This image acquired on May 6, 2021 by NASA's Mars Reconnaissance Orbiter, shows a unique polar dune field during northern spring, revealing some interesting patterns.

On Mars, Carbon dioxide frost and ice form over dunes during the winter. As this sublimates during spring, darker-colored “megadunes” (barchans) are revealed.

Credit: NASA/JPL-Caltech/UofA

When the CO₂ ice sublimates near the end of winter, the most iconic surface features on Mars result. This includes the strange and beautiful shapes that scientists have nicknamed “spiders,” “Dalmatian spots,” “fried eggs,” and “Swiss cheese.” The “spring thaw” also causes geysers to erupt as sunlight passes through layers of translucent ice, heating the gas pockets beneath it. This triggers eruptions that send dust onto the surface, creating a feature known as “Spring Fans” that scientists are studying to learn more about which direction the Martian winds are blowing.

As Piqueux explained, all of this data will be vital when it comes time to send crewed missions to Mars, which NASA hopes to do by the 2030s:

“[T]he Pheonix lander, the NASA mission that arrived on Mars in 2008, observed beautiful frost landscapes that formed around it. The Pheonix lander was also able to scratch the surface and, for the first time, see this water ice just below the ground. This is the kind of water ice that astronauts could potentially use in the future when we go there.”

Many fascinating things accompany seasonal changes on Mars, and we are fortunate to bear witness to these things thanks to many generations of robotic missions. Soon enough, astronauts will witness Mars and its dynamic climate firsthand, and their research will fuel scientific breakthroughs and discoveries for generations to come!

Further Reading:

NASA

Je verwacht het misschien niet direct, maar windmolens hebben invloed op het weer in hun

Het is niet zo dat een groot windpark op zee klimaatverandering veroorzaakt. Het effect op het weer is plaatselijk, maar kan de lucht tot wel 200 meter hoogte beïnvloeden. Als de omstandigheden gunstig zijn, kunnen windmolenparken tot 150 kilometer verderop zorgen voor een afname van de windkracht.

Luchtlagen mixen
De draaiende rotorbladen van een windturbine zetten de bewegingsenergie van de wind om in elektriciteit. Achter een windpark is er zodoende minder wind. Door het mixen van luchtlagen en de turbulentie die hierbij komt kijken, mengen vocht en warmte in de lucht beter. Dat kan – zeker bij de stabiele atmosfeer in het voorjaar en de vroege zomer, wanneer de zee kouder is dan de lucht erboven – zorgen voor aanzienlijke zogeffecten in de windschaduw van het windpark. De windturbines transporteren koudere en vochtigere lucht naar hogere luchtlagen, waardoor de kans op mist mogelijk afneemt en er meer kans is op laaghangende bewolking, al is er meer onderzoek nodig om deze weerseffecten met zekerheid te kunnen vaststellen.

Tien keer zoveel windparken in 2050
Op de hele Noordzee stond in 2020 ongeveer 19 gigawatt aan geïnstalleerd windturbinevermogen. In 2050 zal er naar verwachting tien keer zoveel windenergie worden opgewekt. Het geïnstalleerd vermogen is de hoeveelheid energie die windturbines kunnen produceren als ze altijd aan zouden staan en geen last zouden hebben van externe factoren. In werkelijkheid is de opbrengst lager, vanwege onder andere die zogeffecten, maar ook doordat windturbines soms stilstaan voor onderhoud.

Onderzoeker Peter Baas van de TU Delft (Whiffle) legt aan Scientias.nl uit hoe groot de zogeffecten kunnen zijn. “We onderzoeken met het WINS50-project het verschil tussen het geïnstalleerd vermogen en de werkelijke opbrengst van windturbines en windparken. De invloed van zogeffecten – dit is het effect waarbij de turbines van een windpark in elkaars windschaduw staan – hangt van veel factoren af. Zo spelen de afstand tussen de turbines, de hoeveelheid turbines in het park en het type windturbine allemaal een rol. Een recente studie met het atmosferische hogeresolutiemodel van Whiffle laat zien dat voor grote toekomstige windparken, waarbij het geïnstalleerd vermogen meerdere gigawatts bedraagt, de zogverliezen kunnen oplopen tot 15 procent of soms nog meer.”

Formatie op zee
Een windpark is een obstakel waar de wind omheen en overheen wil. Het is dus interessant om te kijken wat de beste opstelling is voor een windpark en hoe windparken ten opzichte van elkaar kunnen worden geplaatst. “De formatie van de turbines in een windmolenpark speelt een belangrijke rol. Er wordt bij de aanleg van windparken dan ook uitgebreid naar gekeken om de opbrengst te optimaliseren. Zo kun je bij veel windparken zien dat de turbines in de richting van de meest voorkomende windrichting verder uit elkaar staan dan in de richting die daar loodrecht op staat”, zegt Baas.

Foto: Chesster RPK

Gebouwen in een stad kunnen ook effect hebben op de wind, maar dat is van een heel andere aard, legt de wetenschapper uit. “In een stad wordt de wind afgeremd door de gebouwen zelf. In een windpark wordt wind niet zozeer afgeremd door de turbines zelf maar door de energie die ze aan de wind onttrekken. Ook wordt de lucht direct beïnvloed tot hoogtes van 200 meter, terwijl in de meeste steden de gebouwen zich alleen laag bij de grond bevinden. Dus in een stad zit de afremming meest aan de grond, bij een windpark met name ter hoogte van de turbines. Zeker de toekomstige windparken zijn veel uitgestrekter qua oppervlakte dan een Nederlandse stad. Het effect van windparken op weer en wind is dus veel groter dan dat van een stad”, zegt Baas.

Negatief effect op opbrengst
Het zal in de komende decennia steeds drukker worden in de Noordzee. Windparken zullen steeds vaker in elkaars schaduw staan. Het is daarom belangrijk om in te schatten hoeveel invloed dit soort effecten hebben op de opbrengst. Hoeveel groter zijn de zogeffecten in zo’n toekomstig scenario? “Ook dit is een van de vragen waar we in het WINS50-project aandacht aan besteden. Met het atmosfeermodel van Whiffle hebben we een pilotstudie uitgevoerd die laat zien dat omliggende windparken een significant negatief effect op de opbrengst van een windpark kunnen hebben”, aldus Baas.

Onderhoud en vogeltrek
“Ook modelsimulaties die met het KNMI-weermodel zijn gedaan binnen het WINS50-project laten duidelijk zien dat zogeffecten van het ene park de wind bij een ander park kunnen beïnvloeden. We zien dat dit steeds belangrijker wordt omdat er zowel op de Noordzee als op andere locaties steeds grotere clusters van windparken ontstaan. Juist daar kunnen wij heel goed modelberekeningen op uitvoeren. Ook wordt bij de bouw van windparken rekening gehouden met trekroutes van vogels en vleermuizen. Windturbines staan niet alleen stil door onderhoud, maar moeten soms ook uitgezet worden vanwege de vogeltrek.”

Het verkleinen van opbrengstverlies, kan dan ook op allerlei manieren, legt Baas uit. “Ook oplossingen in de windturbine zelf spelen een rol. Zo kan ‘wake steering’, het sturen van de zogeffecten, mogelijk een positieve bijdrage leveren.” Hoeveel invloed dit allemaal heeft, is nog niet helemaal helder. “Er is nog veel onduidelijk als het gaat om de invloed van grootschalige uitbreiding van windparken op zee op de energieproductie en het weer. Binnen ons project proberen wij effecten in kaart te brengen en onzekerheden te verkleinen. Op die manier willen wij een bijdrage leveren aan de transitie naar hernieuwbare energie.”