Международная группа ученых нашла первые прямые доказательства связи, казалось бы, случайных погодных систем в океане с климатом в глобальном масштабе. Команда под руководством Хусейна Алуи, доцента кафедры машиностроения Рочестерского университета и научного сотрудника университетской лаборатории лазерной энергетики, сообщила о своих выводах в журнале Science Advances.
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.
«Ученые уже давно предполагают, что эти вездесущие 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 посредничество атмосферы».
Целью группы было понять, как энергия проходит по различным каналам в океане по всей планете. Они использовали математический метод, разработанный Алуи в 2019 году, который впоследствии был реализован в усовершенствованном коде Сторера и Алуие , который позволил им изучать 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.
Исследование показало, что погодные системы океана одновременно активизируются и ослабляются при взаимодействии с климатическими масштабами, причем по схеме, которая отражает глобальную атмосферную циркуляцию. Исследователи также обнаружили, что атмосферная полоса вблизи экватора, называемая « зоной внутритропической конвергенции », которая производит 30% глобальных 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. »
Теги: океан, погода
