Официальный сайт журнала "Экология и Жизнь"

Всё об экологии ищите здесь:

   
Сервисы:
Каналы:
Каналы:
Блоги:
Дайджесты,
Доклады:

ЭКО-ВИДЕО



Реклама


Translate this page
into English

Translate.Ru PROMT©


Система Orphus


Главная О НАС / ABOUT US Статьи Шахматная доска климата Земли

Шахматная доска климата Земли

Шахматная доска климата Земли

Вся атмосфера Земли вибрирует, как гигантский колокол, с различными крупномасштабными резонансными волнами, движущимися в обоих направлениях вокруг земного шара. К такому выводу пришли ученые Японии и США, подтвердившие почти двухвековую гипотезу об атмосферном резонансе. Их исследования должны помочь улучшить как прогнозы погоды, так и долгосрочные климатические прогнозы.

Основы атмосферного резонанса были впервые изложены в начале 1800-х годов французским ученым и математиком Пьером-Симоном Лапласом. «Лаплас показал, что среди всех сложностей атмосферной динамики должен быть набор волновых движений с содержанием энергии, захваченной в вертикальном направлении – то есть захваченной против поверхности земли –и распространяющейся чисто по горизонтали», — объясняет атмосферный ученый Кевин Гамильтон из Гавайского университета в Маноа.

Он добавляет, что Лаплас предсказал, «что горизонтальные свойства этих волн должны быть такими же, как для равномерно глубокого океана, покрывающего всю землю с некоторой „эквивалентной глубиной“.— Природа этой горизонтальной структуры определяется уравнением прилива Лапласа.

Исследователи смогли легко идентифицировать вынужденные волны, связанные с вращением Земли-атмосферные тепловые приливы – также предсказанные в результате первоначальной работы Лапласа. Однако, несмотря на значительную последующую работу, их присутствие на волнах Лапласа осталось незамеченным.

Разрыв в наблюдениях

Это связано с тем, что волны имеют как очень большие горизонтальные масштабы, так и короткие периоды в день или меньше, что ставит их в наблюдательный разрыв между исследованиями мелкомасштабных явлений, действующих в небольших временных масштабах (например, отдельных гроз), и более крупномасштабных объектов с периодами в день или больше.


Однако в своем новом исследовании Гамильтон и его коллега Такатоси Сакадзаки-физик из японского Университета Киото-использовали данные повторного анализа Европейского центра среднесрочных прогнозов погоды для изучения атмосферного давления по всему миру на почасовой основе с 1979-2016 годов. Изучение группой значений поверхностного давления из нового набора данных выявило десятки предсказанных нормальных волновых режимов, обычно с периодами от двух до тридцати трех часов, которые перемещаются горизонтально вокруг земного шара со скоростью свыше 1100 км/ч. Команда обнаружила, что распространение этих волн приводит к шахматной схеме высокого и низкого давления, которая окружает земной шар.

«Для этих быстро движущихся волновых мод наши наблюдаемые частоты и глобальные паттерны очень хорошо совпадают с теоретически предсказанными», — сказал Сакадзаки. «Очень интересно видеть, что видение Лапласа и других физиков-первопроходцев полностью подтвердилось спустя два столетия.»

Новое направление исследований

«Наша идентификация стольких мод в реальных данных показывает, что атмосфера действительно звенит, как колокол», — согласился Гамильтон. «Это, наконец, решает давнюю и классическую проблему в атмосферной науке, но это также открывает новый путь исследований, чтобы понять как процессы, которые возбуждают волны, так и те, которые действуют, чтобы заглушить волны.»

Согласно Гамильтону, возможные движущие силы резонансных волн могут включать в себя глобальный эффект далекого мелкомасштабного скрытого нагрева в атмосфере от конвекции или возбуждения через часть турбулентных каскадов энергии через атмосферу.

— В качестве аналогии представь себе ванну, полную воды. Возьмите весло и энергично помешивайте в течение нескольких секунд. Подождите минуту и посмотрите, как развивается поток», — объясняет он. «Вы увидите небольшие движения в результате турбулентных взаимодействий, но вы также заметите более организованное хлюпанье в масштабе всей ванны на собственных резонансных частотах.»

Модели глобального климата

Завершив свое первоначальное исследование, исследователи теперь стремятся провести сравнение между своими выводами и результатами глобальных климатических моделей.

«a beautiful example of fundamental theory confirmed in observations – something not very common in a complex system like the Earth’s atmosphere,» comments " data-index="131-0">Полученные результаты являются “ прекрасным примером фундаментальной теории, подтвержденной наблюдениями – что-то  не очень распространенное в такой сложной системе, как атмосфера Земли», — комментирует Тед Шепард, климатолог из Университета Рединга в Великобритании.

«В последнее время появились разработки, призывающие к возобновлению внимания к этим режимам в качестве диагностики поведения атмосферы», — добавил он. «Это новое исследование показывает, как наблюдения за поверхностным давлением могут открыть эту возможность.»

«Нормальные режимы, обнаруженные сейчас, могут оказаться полезными для проверки моделей циркуляции Земли», — согласился Стивен Льюис, атмосферный физик из Открытого университета Великобритании. Кроме того, добавил он, волновые моды «даже имеют связи с модами, которые могли бы играть определенную роль в более тонкой атмосфере Марса.»

Результаты исследования описаны в журнале Journal of Atmospheric Sciences .источник

климатэнергииприрода 

29.07.2020, 772 просмотра.


Нравится

SKOLKOVO
26.11.2020 21:23:34

Антиоксиданты - главная причина пневмонии при вирусной инфекции

Ученые объяснили, почему вирусная инфекция часто вызывает пневмонию

вирус, пневмония, Антиоксиданты

10.11.2020 20:45:38

Антиоксиданты - причина рака?

Ученые Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании в США определили главную причину развития рака. О своем открытии они сообщили в статье, опубликованной в журнале Cell Metabolism.

вещества, обнаружили, ученые

05.11.2020 23:00:34

Где лекарства?

Фармкомпании заявили о проблемах с поставками 40 млн упаковок лекарств. Производители не могут передать товар дистрибьюторам и аптекам из-за сбоев в системе маркировки

течение, аптеки, компании

05.11.2020 22:25:56

Воздушная среда - главный путь передачи коронавируса / Свидетельствуют данные из Германии и тесты Роспотребнадзора

Хендрик Стрик, который является директором Института вирусологии Боннского университета (Prof. Dr. Hendrik Streeck, Institut für Virologie), рассказал, что в земле Северный Рейн-Вестфалия, в районе Хайнсберг были проведены исследования более 500 домохозяйств, где были случаи инфицирования. Наиболее репрезентативная выборка была взята из общины Гангельт (12 529 жителей) в районе Хайнсберг.  Уровень заражения (текущее или уже перенесенное) составил около 15%.

Institut für Virologie), Prof. Dr. Hendrik Streeck, Роспотребнадзор, воздушно-капельный путь передачи вируса

30.10.2020 12:53:19

Вирусологи сообщили о необычайно заразном виде COVID-19

Исследователи Базельского университета (Швейцария) совместно с испанскими коллегами объявили о новом виде COVID-19 под названием 20A.EU1.

COVID19, распространение, ученые

28.10.2020 21:05:43

Связь здоровья и экологии прояснил..коронавирус/Микрочастицы переносят нановирусы

Исследователи говорят, что смертельные случаи, связанные с COVID-19 и загрязнением воздуха, представляют собой «потенциально предотвратимую избыточную смертность».

Здоровье, экология, COVID-19

27.10.2020 22:49:29

Антитела возглавляют гонку в разработке препаратов для лечения COVID-19

Инъекции антител могут предотвратить развитие тяжелой формы COVID-19, но лечение стоит дорого и сложно.

COVID19, технология, лечение, препарат

RSS
Архив "#ПроЗдоровье"
Подписка на RSS
Реклама: