Naukowcy używają coraz to bardziej złożonych modeli do symulacji ziemskiego klimatu. Ale nowe odkrycie sugeruje, że podstawowa fizyka może zaoferować nam  łatwiejszą i bardziej zrozumiałą  drogę do kluczowych elementów symulacji klimatu.

 

Metoda symulacji używana  dotychczas w meteorologii owszem jest użyteczna ale niezbyt „wygodna”. Metoda znana jako bezpośrednia  symulacja numeryczna wymaga  zmodyfikowanego modelu pogodowego a jej uruchomienie zachodzi przez długi okres czasu.Ponieważ symulacje muszą uwzględnić każde zjawisko pogodowe są one niezwykle skomplikowane i wymagają niezwykle mocnych komputerów do wykonywania obliczeń.

Bezpośrednia symulacja statystyczna z drugiej strony jest nową  perspektywą  patrzenia na klimat.

To jest trochę jak podejście fizyka do opisu zachowania gazu.

„ Powiedzmy,że chcesz opisać powietrze zawarte w pokoju” Prof. Brad Marston mówi „ Z jednej strony  możesz uruchomić symulacje w superkomputerze  wszystkich pozycji molekuł gazu obijających się o siebie. Z drugiej strony można  rozszerzyć mechanikę statystyczną i znaleźć  gaz  który podlega prostym prawom i zapisać równanie pV=nRT( równanie gazu doskonałego). To o wiele bardziej przydatne równanie i to jest  to właśnie podejście które próbujemy uzyskać odnośnie klimatu”.

Koncepcyjnie technika skupia swoja uwagę  na fundamentalnych siłach kreujących klimat, zamiast „śledzenia każdego małego zawirowania  osobno” mówi Martson. Praktyczną zaletą tego będzie zdolność do modelowania warunków klimatycznych milion lat wstecz bez rekonstrukcji całej historii  ziemskiej pogody w jednym procesie.

Referat naukowy jaki napisał Marstron z  matematykiem Stevem  Tobiasem, bada czy statystyczna symulacja jest użyteczna do opisu formacji i charakteryzowania  jetów( emanacji) płynu, wąskich zespołów szybko przemieszczającego się płynu  który porusza się w jednym kierunku. Płyny to ciecze i gazy więc również atmosfera i oceany.

Do swoich badań, Marston i Tobias dokonali symulacji jetów  która uformowały się podczas przemieszczania  płynu w hipotetycznej obracającej się sferze. Wzorowali płyn używając tradycyjnej techniki numeracyjnej i ich techniki statystycznej i porównali oni dwa modele. Odkryli oni, że modele dają podobne wartości dla liczby jetów które się uformowały i  siły  strumienia powietrza. Pokazali oni iż statystyczna symulacja  może rzeczywiście być używana do modelowania jetów.

Pojawiły się jednak problemy związane z energią systemu płynu i wyskalowania techniki do modelowania bardziej realistycznych systemów klimatycznych.  Jednak postępy w zakresie tego rodzaju badań są coraz to bardziej widoczne i zaawansowane.

Źródło:http://phys.org

Polecane: