پیش بینی تغییرات آب و هوایی به کمک مدل سازی ریاضی

به گزارش خبرنگار حوزه دریچه فناوری گروه فضای مجازی باشگاه خبرنگاران جوان، به نقل از scienceexchange، دانشمندان معتقدند که آب و هوا به دلیل فعالیت انسان در حال تغییر و میانگین دمای جهانی و سطح دریا همچنان در حال افزایش است. اشنایدر و استوارت از بنیانگذاران اتحادیه مدل سازی آب و هوا (CliMA) هستند، اشنایدر استاد علوم و مهندسی محیط زیست تئودور Y. Wu از Caltech است.

او همچنین یک پژوهشگر ارشد در آزمایشگاه پیشرانش جت (JPL) است که برنامه Caltech را از طرف ناسا مدیریت می‌کند. استوارت برن استاد محاسبات و علوم ریاضی و Jaruga محقق مرکز Caltech است.محققان مدل‌های کامپیوتری و ریاضی را مبتنی بر قوانین فیزیک و شیمی ایجاد می‌کنند که نحوه حرکت، گرم و سرد شدن آب و هوا در جو و اقیانوس، واکنش آلاینده‌ها در جو و نحوه تعامل نور خورشید و تابش مادون قرمز با مولکول‌ها را توضیح می‌دهد.

آن ها ماموریت‌هایی برای رصد جو کره زمین و سناریو‌هایی برای بررسی انتشار گاز‌های گلخانه ای دارند همچنین مدل‌ها، اندازه گیری‌های تابش خورشید و جو زمین، دریا‌ها، یخ، آتشفشان‌ها و بیوسفر خشکی را بررسی می‌کنند. آن‌ها با استفاده از داده‌ها خروجی دی اکسید کربن و آلاینده‌هایی که بر آب و هوا تأثیر می‌گذارند را نیز تجزیه و تحلیل می‌کنند.

تفاوت پیش بینی آب و هوا با مدل‌های آن چیست؟

پیش بینی‌های آب و هوا در یک بازه زمانی ۱۰ روزه اتفاق می‌افتد، در حالی که مدل‌های آب و هوایی برای پیش بینی اتفاقات ۱۰ سال یا حتی ۱۰۰ سال آینده، ساخته شده اند. پیش بینی‌های هواشناسی دمای روزانه، میزان بارندگی یا برف و سرعت تندی باد در مکان و زمان مشخص را پیش بینی می‌کند.

در مدل‌های آب و هوایی دانشمندان به دنبال یافتن پاسخ این سوالات هستند که در سیارات دیگر، شرایط آب و هوایی چگونه تغییر خواهد کرد؟ در سال آینده چقدر باران یا برف پیش بینی می‌شود؟ دما چه تغییری خواهد داشت؟ جزر و مد اقیانوس به کجا خواهد رسید؟ برای چه نوع حوادثی از جمله طوفان، باران‌های موسمی، سیل، خشکسالی، آتش سوزی باید آماده باشیم؟ استفاده از داده‌ها برای بهبود مدل‌های کامپیوتری پیش بینی آب و هوا در ۵۰ سال گذشته یک موفقیت بزرگ در علم محسوب می‌شود و محققان از این روش در پیش بینی آب و هوای آینده استفاده می‌کنند.

چگونه محققان مدل‌های آب و هوایی را آزمایش می‌کنند؟

مدل‌هایی که بین دهه‌های ۱۹۷۰ و اوایل ۲۰۰۰ توسعه یافتند دمای سطح زمین را به طور دقیق پیش بینی کرده اند. یکی از راه‌هایی که مدل‌ها مورد آزمایش یا اعتبار سنجی قرار می‌گیرند این است که داده‌های چندین دهه گذشته برای تطابق با اطلاعات آب و هوایی بررسی شده و مدل‌ها نیز با یکدیگر مقایسه می‌شوند تا به محققان کمک کنند تا هرگونه اختلاف یا تفاوت مهم را مشخص کرده و مطالعه کنند.

چگونه مدل‌های آب و هوایی با تغییرات انتشار گاز‌های گلخانه‌ای سازگار می‌شوند؟

برای محاسبه این تنوع، دانشمندان مدل‌های آب و هوایی، ورودی‌های مختلف انتشار این گاز‌ها را بررسی می‌کنند که طیف وسیعی از مسیر‌های احتمالی اقتصاد و سیستم‌های انرژی جهان را در بر می‌گیرد. این سناریوها، میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای و آلودگی هوا را برآورده می‌کنند. این رویکرد به شناسایی طیف وسیعی از شرایط آب و هوایی آینده و تصمیم گیری بهتر کمک می‌کند.

موسسه Caltech چه نقشی در مدل‌های آب و هوایی دارد؟

دانشمندان مرکز Caltech در طی چندین دهه جو سیارات را مطالعه کرده و درک ما را از فیزیک و شیمی، ابر‌ها، آلودگی هوا و گرد و غبار موجود در هوا افزایش داده اند. داده‌های ماموریت‌های زمین شناسان و شیمی دانان موسسه کلتک با محققان JPL، درک بشر را از سیستم‌های زمینی بهبود بخشیده است.

امروزه، مدل جدیدی از آب و هوا توسط CliMA، گروهی از دانشمندان، مهندسان و ریاضیدانان از Caltech، MIT، مدرسه کارشناسی ارشد نیروی دریایی و JPL در حال توسعه است. این مدل آب و هوایی نسل بعد جنبه‌های مدل‌های موجود را با داده‌های جمع آوری شده توسط ماهواره‌ها و سایر ابزار‌ها در مورد زمین ادغام می‌کند.

بیشتر بخوانید

• قیاسی جالب از اندازه سیاره زمین و تمام آب و هوای موجود در آن

انتهای پیام/