Panta rei

Det regnar i Stockholm och allt flyter i Texas och Bombay. Därför tänkte jag skriva lite om huvudräkning och fördelen av snabba överslagsberäkningar. En snabb rimlighetskontroll innan man säger eller skriver något kan hindra många dumheter.

Och jag vet förresten att Herakleitos inte lanserade uttrycket panta rei (allt flyter). Men det spelar mindre roll.

Harvey och uppvärmningen
Först några ord om orkanen Harvey. Fram tills idag har det sagts förvånansvärt lite i svenska medier om Harvey som en följd av global uppvärmning. Vi fick till och med höra en av TV-meteorologerna avfärda den kopplingen härom dagen.

Men i dag publicerade Svenska Dagbladet en artikel (av Jenny Stiernstedt) om varför Harvey beror på global uppvärmning och varför Trump måste acceptera den globala uppvärmningen för att kunna göra något åt situationen i Texas. Inte lika vildsint som artikeln om artikeln om tre meters höjning av havsnivån i Sverige, men ändå lite säreget.

Problemet med tropiska orkaner är att de inträffar då och då med jämna eller ojämna mellanrum. De senaste tio åren har USA varit märkligt förskonat, medan andra perioder varit betydligt mer aktiva. Den kraftigaste tropiska orkan som mätts upp i USA sedan mitten av 1800-talet inträffade 1935 (Labor Day) och hade vindstyrkor nära 300 km/h och ett lufttryck på 892 mb.

I fallande ordning inträffade sedan de kraftigaste tropiska orkanerna 1969, 1992, 1886, 1919, 1928, 1926, 1960, 1961, 1916 och så vidare. Harvey ligger på en ”hedrande” fjortondeplats.
Det som gjorde Harvey extra svår är att den lade sig mer eller mindre stilla över ett område och till och med gjorde en ”piruett”. Det innebar att regnet föll över ett begränsat område, vilket i sin tur orsakade extra stora översvämningar. Återigen, inget märkligt, men de här piruetterna brukar för det mesta ske över vatten.

Översvämningar och huvudräkning
Vad har då det här med överslagsberäkningar att göra? En hel del faktiskt. Jag har i många år haft ovanan att tråka ut kamrater, barn och barnbarn med snabba kalkyler över enkla företeelser. En favorit är att gissa hur många paket salt som behövs för att förvandla poolvattnet (24 kubikmeter) till ordinärt västkustvatten (3 procents salthalt). Det räcker med ett enkelt överslag för att komma fram till ca 700 kg salt, men ytterst få gör den beräkningen. I stället gissar man på något som låter rimligt. Det brukar bli några kilo eller så.

Samma sak gäller mängden vatten över ett markområde. Enligt SMHI har det sedan i går kväll fallit omkring 23 mm regn över vår tomt i Björknäs. Inte särskilt mycket, men det innebär ändå att 46 kubikmeter vatten har kommit ner inom våra tomtgränser. Många skulle nog gissat på några hundra liter.

Med lite större arealer ökar förstås vattenmängden. Jag vill minnas att vi hade uppåt 50 mm på en enda dag när vi var i Blekinge härom året. Jag kunde förstås inte låta bli att be om en gissning (kalkyl), men att gissa på drygt 10 000 kubikmeter vatten är inte lätt. Men så mycket blir det faktiskt över ett 21 ha stort område.

Avlopp, kanaler och floder
10 000 kubikmeter vatten över vår lilla skog i Blekinge sugs utan problem upp av marken. Vår mark behöver bra mycket mer innan den blir mättad. Harvey-mängder (ca 1 m regn på några dagar) skulle innebära 210 000 kubikmeter vatten och vår tillfartsväg skulle garanterat ta en hel del stryk. Kanske vi till och med får vatten i källaren.

Det stora problemet kommer när man skall försöka leda bort stora mängder vatten från städer, vägar och tätorter. Återigen räcker det med snabba överslagsberäkningar för att inse att avlopp, kanaler, åar och floder inte har en chans.

Det här ser vi i Halland (t ex Suseån) mest varje år och på en rad andra platser på jorden. Stora städer klarar inte av att forsla bort vatten och åar och floder måste svämma över för att kunna ta hand om vattenmassorna.

Att räta ut floder och åar och förstärka kanterna innebär förresten bara att problemen blir större längre ner. Det är betydligt säkrare att låta de naturliga meandrarna finnas kvar, även om båttrafiken blir slingrigare.

En intressant hypotes hävdar att det gamla Khmerriket bröt samman på grund av att man varit alldeles för duktiga på att räta ut Mekongfloden under en mycket lång torrperiod utan översvämningar. När klimatet växlade till mera normala förhållanden fanns det inget som hindrade översvämningarna.

En stad som Houston breder ut sig ganska ordentligt. Det handlar om minst 1000 kvadratkilometer och 1000 mm regn ger alltså en miljard kubikmeter vatten. Till och med en jätteflod som Nilen skulle behöva fyra dagar för att skeppa iväg så mycket vatten (2 830 kubikmeter per sekund).

Flygplan stör
Vid det här laget har jag nog gjort alla övertygade och uttråkade. Så jag går snabbt till nästa huvudräkningsövning. Det handlar om flygplan och ljudnivåer.

Det här var något jag funderade över när jag gick min vanliga runda häromdagen. Det brukar vara avkopplande, men den här gången var polisens helikopter ute på spaning. Den låg hela tiden på uppskattningsvis 150 m höjd. Ett fantastiskt irriterande oljud.

Här har vi en intressant skillnad mellan flygplan och bilar/markfordon. Större delen av oljudet från en väg riktas uppåt och försvinner ut i rymden. Med ganska enkla medel går det att dämpa eller reflektera ljuden från däck, motorer och annat så att de inte når för långt och blir alltför störande.

Men att dämpa ljud från en flygfarkost är något helt annat. Ljudet går raka vägen från källa till öra ”utan att passera gå”. Allt handlar om ljudnivå, avstånd och frekvens.

Så länge vi talar om flygplan på ca 10 000 m höjd är det här inget särskilt stort problem. Även om en jetmotor vrålar i 120 dB är det ändå bara ungefär 40 dB kvar efter 10 000 m.

För oss som gillar små propellerplan är problemet lite större. En liten Cessna 150 ligger runt 70 dB på 300 m avstånd (1000 fot). Det är inte ett dugg skadligt, men kan vara nog så irriterande i miljöer där man förväntar sig tystnad.

På fyrtio- och femtiotalet talade man mycket om den flygande bilen och möjligheten för alla att flyga i stället för att köra bil. Men alla filmer med flygande bilar brukar ignorera det fruktansvärda oväsen som rimligen skulle bli resultatet.

Drönare kan bli värre
Privatplan blir allt ovanligare och stora kommersiella flygplan flyger för högt för att skapa verkliga problem. Men vi kanske i stället får börja titta på bullerproblemet från drönare.

Här finns stora planer, bland annat på hemleverans av varor med drönare. Men då räcker det förstås inte med små halvkilosleksaker, utan det handlar om ganska stora och tunga enheter. Att få dem tillräckligt tysta blir inte lätt.

Det stora problemet är förstås avståndet. Ljudet från en drönare som flyger på 100 m höjd dämpas i alla fall med ca 40 dB, men på några få meters håll kan det bli väldigt högljutt. Med många drönare i farten kan det bli ordentligt irriterande.

Dessutom hamnar grundfrekvensen för en drönare mycket högre än för ett traditionellt flygplan. Propellerljudet från ett litet privatplan har en grundfrekvens någonstans runt 45 Hz (ca 2 700 rpm) och sedan tillkommer diverse övertoner. En drönare med sina mindre och högvarvigare propellrar börjar snarare runt 1 000 Hz, en frekvens där örat är mycket känsligare, plus att ljudet normalt sett upplevs som mycket mer irriterande.

Låt oss hoppas att de entreprenörer som satsar på pizzaleveranser med drönare har gjort sina överslagsberäkningar när det gäller dämpning och frekvens. För att inte tala om luftströmmarna när drönarna flyger in genom kundernas fönster och river omkull allt som finns i närheten.

En härlig trummis
Och till slut – idag kom beskedet om att Janne Carlsson avlidit. Radio och TV har inte oväntat koncentrerat sig på den fryntlige skådespelaren ”Loffe”, men tonat ner den fantastiske trummisen Janne Carlsson. Duon Hansson & Karlsson (med organisten Bo Hansson) var trendsättande på sextiotalet och Janne Carlsson spelade under hela sitt liv med en rad jazz- och rockband, vid sidan av skådespeleriet.

Det svängde om Loffe.

08loffe02

2 Responses to “Panta rei”

  1. Jag skall inte motsäga dig när det gäller statistiken över tropiska orkaner i USA, Göte – du har säkert, som vanligt, torrt på fötterna (!).
    Men denna artikel hävdar motsatsen. De nämner även vad som visserligen är lokala avvikelser, som att Texas varje år de senaste tre åren drabbats av vad de kallar en ”500-year flood”, möjligen undantaget Harvey, som möjligen kan komma klassas som en ”1000-year flood”. Men de skriver ju också ”The US appears to be getting hit with major storms with unusual frequency”. Det vore intressant att höra hur ni kommit fram till dessa motsägande slutsatser.
    https://www.vox.com/science-and-health/2017/8/28/16211392/100-500-year-flood-meaning

  2. Hej Rafael

    Det där med ”major storms with unusual frequency” stämmer väldigt illa med befintlig statistik. Det finns massor av data, men faktum är att Wikipedia har en riktigt hyfsad sammanställning (List of United States hurricanes), så varför inte använda den:

    Hittills har USA haft 7 tropiska orkaner det här årtiondet (inklusive Harvey). Harvey är den första kategori 4-orkanen sedan 2004. Två av 2010-talets orkaner lyckades ta sig upp i kategori 2 (Matthew, 2016 och Arthur 2014), medan de övriga höll sig på kategori 1 (lägsta).

    Normalt sett drabbas USA av ca 15 orkaner per årtionde, med 1880-talet (25) och 1940-talet (23) som toppår. Hittills lägsta är 1970-talet, med 12. 2010-talet har fortfarande en god chans att slå bottenrekordet, Perioden från 2008-2014 var lite extrem, eftersom inte en enda tropisk storm då översteg kategori 1.

    Totalt sett har den senaste femtioårsperioden haft färre orkaner än femtioårsperioden dessförinnan (och den innan dess). Men det man framför allt ser från de senaste 150 årens statistik är att tropiska orkaner kommer in med hyfsad regelbundenhet.

    Texas har inte drabbats av en kategori 4-orkan sedan 1961. Innan dess var det den kända ”Labor day”-orkanen 1932 som ställde till våldsamma skador. När det gäller små och medelstora orkaner har möjligen Texas de senaste åren haft en aning otur jämfört med angränsande delstater.

    Och översvämningar – tja, Harvey var klart extrem när det gällde att pumpa ut vatten på en liten area. Det finns också en del som hävdar att vattnet utanför Texas har blivit en grad varmare och att det skulle leda till större regnmängder. Men det enda som de flesta verkar vara överens om är att städernas utbredning skapar mer översvämningar. Och det måste förstås klassas som en antropogen effekt.

    /göte