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, 552 просмотра.


Нравится

SKOLKOVO
24.08.2020 23:48:50

В России разработали «антиковидную» пропускную систему

В России готовят к выпуску модификацию «антиковидных» тепловизоров, которые смогут распознавать лица и даже самостоятельно принимать решения.

система, Разработчики, Сотрудники

03.08.2020 22:35:18

80% тяжелых больных Covid-19 имели другие инфекции

У подавляющего большинства пациентов с тяжелыми формами Covid-19 проявляются дополнительные бактериальные или вирусные инфекции, которые часто становятся причиной смерти. Их источником, в том числе, служили медицинские инструменты и системы искусственной вентиляции легких. Предварительные результаты исследования ученые опубликовали в электронной научной библиотеке medRxiv.

COVID19, пациенты, болезни

01.08.2020 15:19:00

КТ - не око Саурона

Китайцы, изучившие коронавирус вдоль и поперёк, изрекли новую истину. Оказалось, что проявления COVID-19 и гриппа на компьютерной томографии невозможно отличить друг от друга. Признаки COVID-19, видимые на КТ оказались неспецифичными.

COVID19, обнаружили, исследование

27.07.2020 16:56:20

Тест на эффективность самодельной маски

Пандемия коронавируса продемонстрировала проблему тотальной нехватки сертифицированных средств защиты и поставила вопрос об их адекватной замене.

пандемия, тест, маски

26.07.2020 16:49:00

Исследовано повреждение нейронов коронавирусом/Потеря обоняния

Ученые выяснили, почему при COVID-19 пропадает обоняние. Оказалось, что вирус не повреждает обонятельные нейроны и потому потеря запаха продолжается недолго.

COVID19, изменения, ученые

25.07.2020 23:25:55

Выводы и уроки, извлечённые из обработки медицинских отходов во время распространения COVID-19 в Ухане

В январе 2020 года у многих людей в Ухане были такие симптомы, как жар, усталость и кашель, но только некоторые из них обратились в больницу. Однако до 20 января никто ничего не знал о COVID-19. Поскольку после 20 января число пациентов резко возросло, нехватка мест в больницах стала довольно серьезной, и многим пациентам пришлось возвращаться домой, чтобы лечиться самостоятельно.

COVID19, уроки, выводы, нехватка

23.07.2020 15:54:57

Covid-19 может оказаться сосудистым, а не респираторным заболеванием

В большинстве случаев основные симптомы Covid-19 — это лихорадка, кашель, затрудненное дыхание. Но если заболевание переносится тяжело, к ним могут прибавиться острая почечная недостаточность, повреждения внутренних органов и непонятные сгустки крови.

Воспаление, COVID19, болезнь

RSS
Архив "#ПроЗдоровье"
Подписка на RSS
Реклама: