Kan vindkraft förlänga dygnet?
Vi människor har satt snurr på väldigt många hjul över hela jorden – från minimala hjul i armbandsur till enorma hjul i stora kraftverk. Stämmer det att en del av dem bromsar jordens rotation, om än väldigt lite? Har vi förlängt dygnet en aning?
Rustan Brogren
Bild: Thomas Reaubourg / Unsplash
Svar av Ulrike Heiter, astronom, Uppsala universitet
Under jordens historia har dygnets längd ökat med i genomsnitt 17 mikrosekunder per år. Detta beror främst på att månens och solens gravitation bromsar jorden, bland annat genom att orsaka tidvatten. Inbromsningen sker dock ojämnt eftersom flera faktorer är inblandade, och på kortare sikt kan jorden även accelerera. Mätningar med atomur visar att dygnets längd har både ökat och minskat under de senaste 60 åren, med upp till 3 millisekunder. Variationerna beror på att jordens form kontinuerligt förändras av bland annat jordskalv, kontinentalplattornas rörelser och landhöjning.
Det är svårt att svara på om artificiella rörelser i form av snurrande hjul har bidragit alls till inbromsningen av jordens rotation. Däremot kan vi anta att bidraget, om det finns, är försumbart jämfört med naturliga orsaker.
Det stämmer att ett roterande system kan bromsas eller accelereras av andra rotationer inuti systemet. En kropps förmåga att påverka hela systemets rotation kan uttryckas som kroppens rörelsemängdsmoment, vilket är proportionellt till kroppens rotationshastighet och massa samt kvadraten av radien. Men eftersom hjul på jorden snurrar i alla rotationsriktningar så kommer deras olika rörelsemängdsmoment helt eller delvis att ta ut varandra.
Ett sätt att få perspektiv på denna fråga är att jämföra havsströmmar med de största snurrande föremål som finns i stort antal: vindkraftverk. I världshaven finns ett antal stora roterande havsströmmar, subtropiska virvlar där vattenmassor på kanske 10 till 100 miljarder ton roterar med en radie av storleksordningen 1 000 kilometer. Ett normalt vindkraftverk har visserligen ett varvtal som är någon miljon gånger högre än en sådan havsströms, men turbinens massa är minst en miljard gånger mindre och kvadraten av radien är ytterligare 100 miljoner gånger mindre. När vi ur dessa tal räknar ut rörelsemängdsmomentet ser vi att världens drygt 300 000 vindturbiner bara når upp till en enda oceanisk virvel i fråga om rörelsemängdsmoment.
