چگونه به منظور بهبود آب و هوا مدلسازی و پیش بینی

ما در حال تغییر سیستم زمین در سرعت بی سابقه ای بدون دانستن عواقب در جزئیات. به طور فزاینده ای دقیق و فیزیک بر اساس مدل بهبود پیوسته اما درک عمیق از تداوم ابهامات هنوز وجود ندارد. دو چالش اصلی شده اند برای به دست آوردن neccesary میزان جزئیات در مدل ها و به دقت پیش بینی های انسانی دی اکسید کربن اختلال آب و هوا ذاتی طبیعی و تنوع. یک مسیر به surmounting هر دو این موانع در حال حاضر در یک بررسی جامع منتشر شده در بررسی فیزیک مدرن توسط مایکل Ghil و Valerio Lucarini از اتحادیه اروپا در افق 2020 آب و هوا پروژه های علمی TiPES.

- ما پیشنهاد ایده به انجام خیلی بیشتر موثر آب و هوا شبیه سازی از روش سنتی از تکیه انحصاری بر بزرگتر و بزرگتر مدل اجازه می دهد تا. و ما نشان می دهد که چگونه برای استخراج اطلاعات بیشتری در بسیار بالاتر اخباری قدرت از آن مدل است. ما فکر می کنم آن است که یک ارزش اصلی و خیلی راه موثر تر از بسیاری از چیزهایی که انجام می شود می گوید: Valerio Lucarini استاد در ریاضیات و آمار در دانشگاه ریدینگ انگلستان و در CEN, موسسه هواشناسی دانشگاه هامبورگ آلمان است.

چنین رویکردی ضروری است چرا که امروزه مدل های آب و هوا به طور کلی شکست در انجام دو وظیفه مهم است.

آنها نمی تواند کاهش عدم قطعیت در تعیین میانگین درجه حرارت جهانی در سطح پس از دو برابر شدن دی اکسید کربن (CO2) در جو است. این شماره است که به نام equlibrium آب و هوا حساسیت و در سال 1979 آن را محاسبه 1.5-4 درجه سانتیگراد است. پس از آن عدم رشد کرده است. امروز از آن است که 1,5-6 درجه رغم چندین دهه از بهبود به مدلهای عددی و دستاوردهای عظیمی در قدرت محاسباتی بیش از مدت مشابه.

دوم مدل های آب و هوایی در تلاش برای پیش بینی نقطه اوج آن زمانی رخ می دهد که یک زیر سیستم یعنی یک دریا زمان, ice sheet, چشم انداز, اکو سیستم به طور ناگهانی و جبران ناشدنی تغییر از یک حالت به حالت دیگر است. این نوع از حوادث به خوبی مستند شده در سوابق تاریخی و تهدید عمده ای برای جوامع مدرن است. هنوز هم آنها را پیش بینی کرد با پایان بالا مدل های آب و هوا که ارزیابی IPCC بر تکیه می کنند.

این مشکلات ریشه در این واقعیت است که ریاضی روش مورد استفاده در اکثر وضوح بالا, آب و هوا محاسبات نیست تولید مثل و بازتولید دارد رفتار پر هرج و مرج و نه مربوط به عدم قطعیت در حضور وابسته به زمان مجبور.

رفتار پر هرج و مرج ذاتی است به سیستم زمین به عنوان بسیار متفاوت فیزیکی و شیمیایی زمین شناسی و فرآیندهای بیولوژیکی مانند ابر تشکیل رسوب و هوا جریانهای اقیانوسی و باد و الگوهای رطوبت فتوسنتز ، محدوده در بازه های زمانی از میکروثانیه به میلیون سال است. جدای از آن, سیستم مجبور است به طور عمده توسط تابش خورشیدی متفاوت است که به طور طبیعی در طول زمان بلکه توسط antropogenic تغییرات در جو است. بنابراین سیستم زمین است که بسیار پیچیده و بازتولید دارد هرج و مرج stochastically مزاحمت و هرگز در تعادل است.

- آنچه ما انجام می دهند این است که اساسا گسترش هرج و مرج قطعی به یک مقدار کلی تر ریاضی چارچوب فراهم می کند ابزار برای تعیین پاسخ سیستم آب و هوا به انواع forcings قطعی و همچنین اندیکاتور توضیح می دهد که مایکل Ghil استاد در Ecole Normale Supérieure و PSL دانشگاه در پاریس و در دانشگاه کالیفرنیا لس آنجلس, ایالات متحده آمریکا.

ایده های اساسی هستند که جدید است. تئوری توسعه یافته دهه پیش, اما به عنوان یک بسیار دشوار تئوری ریاضی که خواستار همکاری بین کارشناسان در زمینه های مختلف به اجرا در مدل های آب و هوا. چنین رویکردهای میان رشته ای مربوط به آب و هوا علم جامعه و همچنین کارشناسان در ریاضیات کاربردی فیزیک نظری و نظریه سیستم های دینامیکی شده است به آرامی در حال ظهور. نویسندگان امیدوارم که این مقاله بررسی خواهد شد سرعت بخشیدن به این تمایل آن را به عنوان توصیف ابزارهای ریاضی مورد نیاز برای چنین کاری.

- ما در حال حاضر یک خود-سازگار درک درستی از تغییر آب و هوا و آب و هوا تنوع خوبی تعریف شده و منسجم چارچوب است. من فکر می کنم که یک گام مهم در حل مشکل است. چون اول از همه شما باید برای مطرح کردن آن را به درستی. بنابراین ایده این است که اگر ما با استفاده از ابزارهای مفهومی مورد بحث ما به طور گسترده در مقاله ما, ما ممکن است امید به کمک علم اقلیم شناسی آب و هوا و مدل سازی یک جهش رو به جلو می گوید: Valerio Lucarini.

###

این TiPES پروژه اتحادیه اروپا در افق سال 2020 میان رشته ای آب و هوا پروژه های علمی در نقاط اوج در سیستم زمین. TiPES هماهنگ و رهبری موسسه نیلز بور در دانشگاه کپنهاگ دانمارک.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.