นักพลศาสตร์ของไหลได้พบกฎการสเกลซึ่งเป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ที่เกี่ยวข้องกับขนาดของการบล็อกเหตุการณ์กับความกว้างละติจูดและความแรงของเจ็ตสตรีมซึ่งทั้งหมดนี้ได้รับการศึกษาและวัดอย่างดี (เครดิต: P. Hassanzadeh / ข้าว)
“ การปิดกั้นเหตุการณ์” ทำให้เกิดคลื่นความร้อนที่ร้ายแรงที่สุดในศตวรรษที่ 11 ของ 21st ระบบสภาพอากาศแรงดันสูงเหล่านี้จนตรอกจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ
เหตุการณ์บล็อกบรรยากาศคือละติจูดกลางและระบบแรงดันสูงที่ยังคงอยู่เป็นเวลาหลายวันหรือหลายสัปดาห์ ขึ้นอยู่กับเวลาและสถานที่ที่พวกเขาพัฒนาการปิดกั้นเหตุการณ์อาจทำให้เกิดความแห้งแล้งหรือฝนตกหนักและ คลื่นความร้อน หรือคาถาเย็น การปิดกั้นเหตุการณ์ทำให้เกิดคลื่นความร้อนร้ายแรงในฝรั่งเศสใน 2003 และในรัสเซียใน 2010
จากการใช้ข้อมูลจากการจำลองแบบจำลองสภาพภูมิอากาศที่ครอบคลุมสองชุดนักวิจัยพบว่าพื้นที่ของการปิดกั้นเหตุการณ์ในซีกโลกเหนือจะเพิ่มขึ้นมากถึง 17% เนื่องจาก การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศของมนุษย์.
การปิดกั้นกิจกรรมจะใหญ่ขึ้นหรือไม่
Pedram Hassanzadeh ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเครื่องกลและของโลกสิ่งแวดล้อมและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่มหาวิทยาลัยไรซ์ใช้แบบจำลองการคำนวณทางคณิตศาสตร์และสถิติเพื่อศึกษากระแสของบรรยากาศที่เกี่ยวข้องกับปัญหาในวงกว้างตั้งแต่เหตุการณ์สภาพอากาศสุดขั้วไปจนถึงพลังงานลม
เขากล่าวว่านักวิจัยให้ความสนใจมากขึ้นในการเรียนรู้ว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลต่อการปิดกั้นเหตุการณ์อย่างไร แต่การศึกษาส่วนใหญ่มุ่งเน้นว่าการปิดกั้นเหตุการณ์จะเกิดขึ้นบ่อยขึ้นหรือไม่เมื่อบรรยากาศอุ่นขึ้นเนื่องจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจก
“ การศึกษาในอดีตได้มองว่าคุณได้รับเหตุการณ์การบล็อกการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศมากขึ้นหรือน้อยลง” เขากล่าว “ คำถามที่ไม่มีใครถามคือขนาดของกิจกรรมเหล่านี้จะเปลี่ยนแปลงหรือไม่
“ และขนาดนั้นสำคัญมากเพราะกิจกรรมการบล็อกจะมีผลกระทบมากกว่าเมื่อมีขนาดใหญ่กว่า ตัวอย่างเช่นหากระบบแรงดันสูงใหญ่ขึ้นคุณจะได้รับคลื่นความร้อนที่ใหญ่ขึ้นซึ่งส่งผลกระทบต่อผู้คนมากขึ้นและคุณมีแนวโน้มที่จะได้รับคลื่นความร้อนที่แรงขึ้น”
'ผลลัพธ์ที่เรียบง่ายอย่างหรูหรา'
Ebrahim Nabizadeh นักเรียนระดับบัณฑิตศึกษาด้านวิศวกรรมเครื่องกลในโรงเรียนวิศวกรรมสีน้ำตาลของไรซ์ออกเดินทางเพื่อตอบคำถามเมื่อสองปีก่อน โดยใช้วิธีการสร้างแบบจำลองลำดับชั้นเขาเริ่มต้นด้วยการทดลองเกี่ยวกับแบบจำลองของความปั่นป่วนในชั้นบรรยากาศที่ง่ายกว่าบรรยากาศจริง
โมเดลง่าย ๆ ซึ่งรวบรวมพลวัตพื้นฐานของการบล็อกเหตุการณ์อนุญาตให้นาบิซาเดะทำการสำรวจเป็นอย่างมาก ทำการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยในพารามิเตอร์หนึ่งหรืออื่น ๆ เขาวิ่งจำลองหลายพัน จากนั้นเขาใช้เทคนิคการวิเคราะห์มิติอันทรงพลังที่เรียกว่าทฤษฎีบทบักกิ้งแฮม - Pi ซึ่งมักใช้ในการออกแบบระบบวิศวกรรมขนาดใหญ่และซับซ้อนที่เกี่ยวข้องกับการไหลของของไหลเพื่อวิเคราะห์ข้อมูล
เป้าหมายคือการหากฎการสเกลซึ่งเป็นสูตรทางคณิตศาสตร์ที่อธิบายขนาดของเหตุการณ์การบล็อกโดยใช้ตัวแปรที่นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศศึกษาและทำความเข้าใจอยู่แล้ว นาบิซะเดะเริ่มต้นด้วยการปรับขนาดกฎหมายที่ได้รับการพัฒนาขึ้นเพื่อคาดการณ์ขนาดของรูปแบบสภาพอากาศในแต่ละวัน แต่เขาพบว่าไม่มีตัวแปรใดที่สามารถทำนายการบล็อกเหตุการณ์ได้
ในที่สุดความเพียรของเขาก็หมดไปด้วยสูตรง่ายๆที่เกี่ยวข้องกับพื้นที่ของการบล็อคเหตุการณ์กับความกว้างละติจูดและความแข็งแกร่งของ กระแสข้อมูลเจ็ตทั้งหมดนี้ได้รับการศึกษาและวัดอย่างดี
“ เมื่อเร็ว ๆ นี้ฉันได้พูดคุยเกี่ยวกับเรื่องนี้และมีคนหนึ่งในพวกเขาเข้ามาพูดว่า 'นี่วิเศษมากที่พลังเหล่านี้เพิ่มขึ้นและคุณก็จะได้คำตอบที่ถูกต้องทันที' แต่มันต้องใช้เวลาทำงานมากมายโดย Ebrahim เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่เรียบง่ายงดงามนี้” เขากล่าว
จ้องที่ตัวเลข
ณ จุดหนึ่ง Nabizadeh ได้วิเคราะห์ข้อมูลจากการจำลองจำนวนมากและสร้างการเปรียบเทียบที่รวมหน้าต่อหน้าตัวเลขและ Hassanzadeh กล่าวว่าการค้นพบกฎหมายการปรับสเกลนั้นได้รับการสนับสนุนจากแหล่งที่ไม่น่าเป็นไปได้: บรรทัดที่สำนักงานใบขับขี่
Hassanzadeh และ Nabizadeh ได้รับใบอนุญาตห่างกันประมาณหนึ่งสัปดาห์และพวกเขามีเวลามากพอที่จะศึกษาผลในขณะที่รอ “ คุณต้องนั่งและคุณไม่ต้องทำอะไรเลย” Hassanzadeh กล่าว “ ดังนั้นหลังจากที่ดูตัวเลขเหล่านี้เป็นเวลาหลายชั่วโมงเราก็รู้ว่านี่เป็นการปรับขนาดที่เหมาะสม”
พวกเขายังเปรียบเทียบผลลัพธ์แบบง่าย ๆ กับผลลัพธ์ของแบบจำลองที่ซับซ้อนมากขึ้นของสภาพอากาศและภูมิอากาศของโลก Nabizadeh กล่าวว่ากฎหมายการปรับขนาดได้ทำนายการเปลี่ยนแปลงขนาดของเหตุการณ์ในช่วงฤดูหนาวในอนาคตในการจำลองแบบภูมิอากาศที่ครอบคลุมด้วยความแม่นยำที่น่าทึ่ง
“ มันทำงานได้ดีขึ้นสำหรับเหตุการณ์ในฤดูหนาวมากกว่ากิจกรรมฤดูร้อนด้วยเหตุผลที่เรายังไม่เข้าใจ” Nabizadeh กล่าว “ ผลลัพธ์ของเราแนะนำให้ศึกษาในอนาคตควรมุ่งเน้นที่การทำความเข้าใจช่วงฤดูร้อนที่ดีขึ้นรวมถึงเหตุการณ์การบล็อกขนาดใหญ่ที่อาจส่งผลกระทบต่อขนาดขนาดและการคงอยู่ของเหตุการณ์ที่รุนแรงเช่นคลื่นความร้อน”
ผู้เขียนร่วมเพิ่มเติมมาจาก Lawrence Berkeley National Laboratory และ University of California, Davis และ Colorado State University
การสนับสนุนสำหรับการวิจัยมาจาก NASA โครงการวิจัยอ่าวของโรงเรียนแห่งชาติกรมพลังงานและมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ โครงการ XSEDE ที่ได้รับการสนับสนุนจาก NSF และศูนย์วิจัยคอมพิวเตอร์ของไรซ์โดยความร่วมมือกับสถาบันเทคโนโลยีสารสนเทศเคนเนดีแห่งไรซ์เป็นแหล่งทรัพยากรคอมพิวเตอร์
หนังสือที่เกี่ยวข้อง
พายุลูกหลานของฉัน: ความจริงเกี่ยวกับภัยพิบัติทางอากาศที่กำลังจะมาถึงและโอกาสสุดท้ายของเราที่จะช่วยมนุษยชาติ
โดย James Hansen
ดร. เจมส์แฮนเซ่นนักอุตุนิยมวิทยาชั้นนำของโลกแสดงให้เห็นว่าตรงกันข้ามกับความประทับใจที่ประชาชนได้รับวิทยาศาสตร์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศกลายเป็นชัดเจนและคมชัดยิ่งขึ้นตั้งแต่ปกแข็งได้รับการปล่อยตัว ใน พายุลูกหลานของฉันแฮนเซนพูดออกมาเป็นครั้งแรกด้วยความจริงเต็มรูปแบบเกี่ยวกับภาวะโลกร้อน: โลกกำลังพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็วยิ่งกว่าที่เคยเป็นที่ยอมรับในสภาพภูมิอากาศที่ไม่กลับมา ในการอธิบายศาสตร์แห่งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศแฮนเซนวาดภาพที่ทำลายล้าง แต่ดูสมจริงเกินจริงว่าจะเกิดอะไรขึ้นในช่วงชีวิตของเด็กและหลานถ้าเราทำตามหลักสูตรที่เราทำ แต่เขาก็เป็นคนมองโลกในแง่ดีแสดงให้เห็นว่ายังมีเวลาที่จะต้องดำเนินการอย่างเร่งด่วนและเข้มแข็งซึ่งเป็นสิ่งจำเป็น - แทบจะไม่ วางจำหน่ายใน Amazon
สภาพอากาศที่รุนแรงและสภาพภูมิอากาศ
โดย C. Donald Ahrens, Perry J. Samson
Extreme Weather & Climate เป็นโซลูชันตำราเฉพาะสำหรับตลาดที่เติบโตอย่างรวดเร็วของหลักสูตรวิทยาศาสตร์ที่ไม่ใช่วิชาเอกที่มุ่งเน้นไปที่สภาพอากาศที่รุนแรง ด้วยการครอบคลุมพื้นฐานที่แข็งแกร่งของวิทยาศาสตร์อุตุนิยมวิทยา Extreme Weather & Climate จะแนะนำสาเหตุและผลกระทบของเหตุการณ์และสภาพอากาศที่รุนแรง นักเรียนได้เรียนรู้ศาสตร์แห่งอุตุนิยมวิทยาในบริบทของเหตุการณ์สภาพอากาศที่สำคัญและมักจะคุ้นเคยเช่นพายุเฮอริเคนแคทรีนาและพวกเขาจะได้สำรวจว่าการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอาจส่งผลต่อความถี่และ / หรือความรุนแรงของเหตุการณ์สภาพอากาศรุนแรงในอนาคตได้อย่างไร ภาพถ่ายและภาพประกอบที่น่าตื่นเต้นนำมาซึ่งความเข้มข้นของสภาพอากาศและบางครั้งก็ส่งผลร้ายแรงต่อทุกบท หนังสือเล่มนี้เขียนโดยทีมผู้เขียนที่ได้รับการยอมรับและไม่เหมือนใครหนังสือเล่มนี้ผสมผสานความครอบคลุมที่พบในตำราชั้นนำของตลาด Don Ahrens เข้ากับข้อมูลเชิงลึกและการสนับสนุนด้านเทคโนโลยีจากผู้เขียนร่วม Perry Samson ศาสตราจารย์ Samson ได้พัฒนาหลักสูตร Extreme Weather ที่มหาวิทยาลัยมิชิแกนซึ่งเป็นหลักสูตรวิทยาศาสตร์ที่เติบโตเร็วที่สุดในมหาวิทยาลัย วางจำหน่ายใน Amazon
น้ำท่วมในสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง: ปริมาณน้ำฝนสูงสุด
โดย Ramesh SV Teegavarapu
การวัดการวิเคราะห์และการสร้างแบบจำลองเหตุการณ์การตกตะกอนอย่างรุนแรงซึ่งเชื่อมโยงกับน้ำท่วมเป็นสิ่งสำคัญในการทำความเข้าใจการเปลี่ยนแปลงของผลกระทบต่อสภาพอากาศและความแปรปรวน หนังสือเล่มนี้มีวิธีการประเมินแนวโน้มในเหตุการณ์เหล่านี้และผลกระทบของมัน นอกจากนี้ยังมีพื้นฐานในการพัฒนาวิธีการและแนวทางสำหรับวิศวกรรมอุทกวิทยาแบบปรับตัวต่อสภาพอากาศ นักวิจัยเชิงวิชาการในสาขาอุทกวิทยาการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอุตุนิยมวิทยานโยบายด้านสิ่งแวดล้อมและการประเมินความเสี่ยงและผู้เชี่ยวชาญและผู้กำหนดนโยบายที่ทำงานด้านการลดอันตรายวิศวกรรมทรัพยากรน้ำและการปรับสภาพภูมิอากาศจะพบว่าเป็นทรัพยากรที่มีค่า วางจำหน่ายใน Amazon
จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา
