Використовуючи механічний, а не статистичний аналіз, команда пропонує нову основу для розуміння кліматичної системи.
Міжнародна група вчених знайшла перші прямі докази зв’язку, здавалося б, випадкових погодних систем в океані з кліматом у глобальному масштабі. На чолі з Хусейном Алуї , доцентом кафедри машинобудування Рочестерського університету та науковим співробітником лабораторії лазерної енергетики університету, команда повідомила про свої висновки в Science Advances .
В океані погода схожа на те, що ми відчуваємо на суші, але в різних масштабах часу та довжини, каже провідний автор Бенджамін Сторер, науковий співробітник Aluie’s Turbulence and Complex Flow Group . Погодний режим на суші може тривати кілька днів і мати ширину близько 500 кілометрів, тоді як океанічні погодні умови, такі як завихрення, тривають три-чотири тижні, але становлять приблизно одну п’яту розміру.
«Вчені давно припускали, що ці всюдисущі та, здавалося б, випадкові рухи в океані взаємодіють із масштабами клімату, але це завжди було розпливчасто, оскільки було незрозуміло, як роз’єднати цю складну систему, щоб виміряти їх взаємодію», — каже Алуї. «Ми розробили структуру, яка може зробити саме це. Те, що ми знайшли, не те, чого люди очікували, тому що це вимагає посередництва атмосфери».
Метою групи було зрозуміти, як енергія проходить через різні канали в океані по всій планеті. Вони використали математичний метод, розроблений Алуї у 2019 році, який згодом був реалізований у вдосконаленому коді Сторером і Алуї , що дозволило їм вивчати передачу енергії в різних схемах, починаючи від окружності земної кулі до 10 кілометрів. Потім ці методи були застосовані до наборів даних океану з передової кліматичної моделі та супутникових спостережень.
Дослідження показало, що погодні системи океану як підживлюються, так і послаблюються під час взаємодії з кліматичними масштабами, і за шаблоном, який відображає глобальну атмосферну циркуляцію. Дослідники також виявили, що атмосферна смуга біля екватора, яка називається «міжтропічною зоною конвергенції», яка виробляє 30 відсотків глобальних опадів, викликає інтенсивну передачу енергії та створює океанську турбулентність.
Сторер і Алуї кажуть, що вивчити такий складний рух рідини, що відбувається в різних масштабах, нелегко, але це має переваги в порівнянні з попередніми спробами зв’язати погоду зі зміною клімату. Вони вважають, що робота команди створює багатообіцяючу основу для кращого розуміння кліматичної системи.
«Є великий інтерес до того, як глобальне потепління та зміни нашого клімату впливають на екстремальні погодні явища», — говорить Алуе. «Зазвичай такі дослідження ґрунтуються на статистичному аналізі, який потребує великої кількості даних, щоб мати впевненість у невизначеності. Ми використовуємо інший підхід, заснований на механістичному аналізі, який пом’якшує деякі з цих вимог і дозволяє нам легше зрозуміти причину та наслідок».
Команда, яка зіграла центральну роль у розслідуванні, також включала Мікеле Бузікотті, науковця з Римського університету Тор Вергата; Гемант Хатрі, науковий співробітник Університету Ліверпуля, і Стівен Гріффіс, старший науковий співробітник Прінстонського університету.
Підтримка проєкту включала фінансування Національного наукового фонду, Національного управління з аеронавтики та дослідження космічного простору та Міністерства енергетики.