science >> Wetenschap >  >> Natuur

De verwarming hoger zetten op afgelegen onderzoekspercelen zonder elektriciteit

De Zero Power Warming (ZPW) kamer afgebeeld op de kusttoendra in Alaska. Krediet:Alistair Rodgers, Brookhaven National Laboratory

Om te zien hoe ecosystemen reageren op stijgende temperaturen, moet vaak een onderzoeksperceel worden verwarmd. Werken in het noordpoolgebied en andere afgelegen gebieden, wetenschappers bouwen vaak structuren die afhankelijk zijn van passieve opwarming door de zon. Deze aanpak verwarmt het onderzoeksperceel slechts met ongeveer 1,5 graad Celsius. Wetenschappers ontwikkelden een alternatieve aanpak die gebruik maakt van modulerende ventilatie. Het systeem vereist geen elektrische stroom voor volledig autonome werking. Bij het testen op de kusttoendra in het noorden van Alaska, de kamers verdubbelden de opwarming bereikt door bestaande benaderingen.

In de kamer kunnen wetenschappers het effect van hogere temperaturen bestuderen dan mogelijk is met passieve opwarming. Dit is met name relevant voor afgelegen en uitdagende omgevingen, zoals het Noordpoolgebied. Naar verwachting zullen locaties in het noordpoolgebied tegen het midden van de eeuw met meer dan de 1,5 graden Celsius-limiet van de huidige technologie opwarmen.

De verwarmingskamer zonder stroom vereist geen elektrische stroom voor volledig autonome werking. Het maakt gebruik van een nieuw systeem van interne en externe warmtewisselaars die differentiële activering van zuigers in gekoppelde cilinders mogelijk maken om de ventilatie van de kamer te regelen. Hierdoor kan de ontluchting van de verwarmingskamer zonder vermogen reageren op het verschil tussen de externe en interne luchttemperaturen, waardoor het potentieel voor opwarming wordt vergroot en het risico op oververhitting wordt geëlimineerd.

Tijdens het dooiseizoen op de kusttoendra in het noorden van Alaska, de nulvermogenverwarmingskamer verhoogde de gemiddelde dagelijkse luchttemperatuur 2,6 graden Celsius boven de omgevingstemperatuur, dubbele opwarming bereikt door een aangrenzende passief verwarmde regelkamer die het hydraulische systeem ontbeerde. De benadering van het ontwerpen van de kamer is zeer flexibel en afstembaar. Het ontwerp maakt maatwerk mogelijk voor gebruik in veel verschillende omgevingen waar een aanzienlijk grotere temperatuurmanipulatie gewenst is dan mogelijk is met bestaande benaderingen voor passieve opwarming.