Среда, 21 февраля, 2024
ДомойЗемляУченые обнаружили связь между погодой океана и глобальным климатом

Ученые обнаружили связь между погодой океана и глобальным климатом

- Advertisement -

На этой иллюстрации Бенджамина Сторера показаны океанические погодные системы (мезомасштабные вихри) на основе данных, наложенных на атмосферные течения климатического масштаба (черные линии), которые можно извлечь с помощью метода грубой обработки, разработанного в лаборатории Хусейна Алуи. Изображение показывает, как эти погодные системы океана активизируются (красный) или ослабляются (синий) при взаимодействии с климатическими масштабами, что соответствует схеме, отражающей глобальную циркуляцию атмосферы. Фото: Университет Рочестера / Бенджамин Сторер.

Команда предоставляет новую основу для понимания климатической системы, используя механический анализ вместо статистического анализа.

Международная группа ученых обнаружила первые прямые доказательства связи, казалось бы, случайных погодных систем в океане с климатом в глобальном масштабе. Команда под руководством Хусейна Алуие, доцента кафедры машиностроения Рочестерского университета и научного сотрудника университетской лаборатории лазерной энергетики, сообщила о своих выводах в Достижения науки.

По словам ведущего автора Бенджамина Сторера, научного сотрудника группы Алуи по турбулентности и сложным потокам, в океане есть погодные условия, подобные тем, которые мы наблюдаем на суше, но в других масштабах времени и длины. Погодные условия на суше могут длиться несколько дней и иметь ширину около 500 километров, в то время как погодные условия в океане, такие как закрученные водовороты, длятся три-четыре недели, но их размер составляет примерно одну пятую.

Связь океанических движений с климатом

«Ученые уже давно предполагают, что эти повсеместные и, казалось бы, случайные движения в океане связаны с климатическими масштабами, но это всегда было расплывчато, потому что не было ясно, как распутать эту сложную систему и измерить их взаимодействие», — говорит Алуи. «Мы разработали структуру, которая может сделать именно это. То, что мы обнаружили, было не тем, чего ожидали люди, потому что для этого требуется влияние атмосферы».

Целью группы было понять, как энергия проходит по различным каналам в океане по всей планете. Они использовали математический метод, разработанный Алуие в 2019 году, который впоследствии был реализован в расширенный код Сторера и Алуи, что позволило им изучить передачу энергии по различным схемам — от окружности земного шара до 10 километров. Эти методы затем были применены к наборам данных об океане, полученным из усовершенствованной климатической модели и спутниковых наблюдений.

Выводы и последствия

Исследование показало, что погодные системы океана одновременно активизируются и ослабляются при взаимодействии с климатическими масштабами и по схеме, которая отражает глобальную циркуляцию атмосферы. Исследователи также обнаружили, что атмосферная полоса вблизи экватора, называемая «внутритропической зоной конвергенции», которая производит 30 процентов мировых осадков, вызывает интенсивную передачу энергии и вызывает турбулентность океана.

Сторер и Алуи говорят, что изучение такого сложного движения жидкости, происходящего в различных масштабах, непросто, но оно имеет преимущества перед предыдущими попытками связать погоду с изменением климата. Они считают, что работа команды создает многообещающую основу для лучшего понимания климатической системы.

«Существует большой интерес к тому, как глобальное потепление и изменение климата влияют на экстремальные погодные явления», — говорит Алуи. «Обычно такие исследовательские усилия основаны на статистическом анализе, который требует обширных данных, чтобы быть уверенным в неопределенностях. Мы используем другой подход, основанный на механистическом анализе, который смягчает некоторые из этих требований и позволяет нам легче понять причину и следствие».

Ссылка: «Глобальный каскад кинетической энергии в океане и атмосферный отпечаток», Бенджамин А. Сторер, Мишель Буццикотти, Хемант Хатри, Стивен М. Гриффис и Хусейн Алуие, 20 декабря 2023 г., Достижения науки.
DOI: 10.1126/sciadv.adi7420

В команду, сыгравшую центральную роль в расследовании, также входил Микеле Буццикотти, научный сотрудник Римского университета Тор Вергата; Хемант Хатри, научный сотрудник Ливерпульского университета, и Стивен Гриффис, старший научный сотрудник Принстона.

Поддержка проекта включала финансирование со стороны Национального научного фонда, Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства и Министерства энергетики.

Исходная ссылка

- Advertisement -

Популярное по теме