• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Vad energicyklerna på andra planeter kan berätta om klimatförändringar på jorden

    Förlusten av total rörelseenergi, vilket indikerar hur effektiv den globala atmosfären är som en värmemotor, ökade mellan 1979 och 2013. Kredit:NASA; University of Houston

    Forskare tänker ibland på en planets atmosfär som en motor. Potentiell energi, levereras av värme från en föräldrastjärna, omvandlas till rörelseenergi, producerar vindar som virvlar runt planeten och driver stormar.

    Denna värmemotor på jorden har blivit mer effektiv på grund av klimatförändringar, och större effektivitet är inte nödvändigtvis positivt i detta sammanhang. Det kan betyda farligare cykloner, orkaner och stormar på jorden, enligt ett team av planetforskare som tillämpar sin förståelse av andra planets energicykler till jordens störda klimatmönster under klimatförändringar som orsakas av människor.

    "Vi fann effektiviteten i att omvandla potentiell energi till rörelseenergi ökat under de senaste 35 åren så att det finns mer rörelseenergi tillgänglig för att utveckla fler stormar, "sa Liming Li, planetvetare vid University of Houston.

    LI och hans kollegor publicerade nyligen sin forskning i tidskriften Naturkommunikation .

    Klimatforskare har varnat för att destruktiva stormar kommer att vara ett större hot när planeten värms. Den nya studien visar att atmosfärens energicykel kan vara ett sätt att "diagnostisera" och förstå att stormaktivitet, Sa Li.

    Li och hans kollegor har analyserat data från NASA:s Cassini -uppdrag till Saturnian -systemet och Juno -uppdraget till Jupiter för att studera atmosfären i andra världar i solsystemet. Li har deltagit forskare på ett antal Cassini och Junos instrument. Hans team fann att Saturns största måne, Titan, har en balanserad energibudget (precis som jorden), och teamet undersökte hur en jätte storm på Saturnus, tiotusentals kilometer bred, förändrat hur planeten absorberade solenergi.

    Li trodde att hans forskning om planetarisk energi för de yttre planeterna kan vara relevant för jorden, för.

    "Jag ville tillämpa dessa idéer om planetarisk energi på vår hemplanet-Earth-för att undersöka om energicykeln kan hjälpa oss att bättre förstå de pågående klimatförändringarna, "Sa Li.

    Avdunstning, konvektion, regn och vindar kan jämna ut värmebalanser i atmosfären. Här, cumu-lus moln bär solenergi bort från jordens yta över Sydamerika. Upphovsman:Astronaut Photo-graph ISS006-E-19436

    1955, MIT -forskaren Edward Lorenz - som gav oss kaosteori och "fjärilseffekten" - kom med en komplex formel för att förklara hur potentiell energi omvandlas till rörelseenergi i atmosfären. Den så kallade Lorenz energicykeln är känd för att påverka klimat och väder. Tidigare studier som tittar på variationer i cykeln täckte korta perioder, bara upp till 10 år, inte tillräckligt länge för att koppla dessa observationer till väldokumenterade senaste klimatförändringar, som global uppvärmning.

    "Vår studie är den första som kontrollerar [energicykelns] långsiktiga tidsvariationer, som huvudsakligen bygger på de moderna satellitobservationerna, "Sa Li.

    För att beräkna potentiella och kinetiska energier, Li och hans kollegor tittade på data om vind- och temperaturfält som samlats in av markbaserade observatorier och satelliter mellan 1979 och 2013. Forskarna fann att den totala mekaniska energin i den globala atmosfären i princip var densamma över tiden, men rörelseenergin kopplad till stormar tycktes öka.

    "Den långsiktigt ökande trenden är på något sätt en överraskning, "Sa Li.

    Li förklarade att ett sätt att mäta effektiviteten hos en värmemotor är att titta på förhållandet mellan den inkommande energin och energin som försvinner. Studien fann också en ökning av energispridningen över tid, vilket innebär att vår atmosfäriska motor fungerar med högre effektivitet.

    Denna nya forskning kommer förmodligen inte direkt att påverka klimatförändringsprognoser utöver den mer generella prognosen om fler stormar i framtiden, Sa Li. Studien gjorde, dock, identifiera några hotspots där den positiva trenden inom stormenergier verkar vara särskilt stark. De flesta av dessa hotspots fanns på södra halvklotet, särskilt stormbanan runt Antarktis. Men ökade stormenergier hittades också över centrala Stilla havet, där forskare redan har dokumenterat en intensifiering av tropiska cykloner.

    En grupp forskare har redan beräknat Lorenz energibudget för Mars, och med bättre observationer av andra planeter, Li sa att det kommer att vara möjligt att göra jämförande studier av planetariska atmosfärer.

    Sådana studier skulle ge oss ett "brett perspektiv" för att förstå atmosfäriska och klimatsystem, Sa Li.

    "Särskilt, den senaste klimatutvecklingen på Mars, där Mars förändrades från en varm och våt planet till den nuvarande kalla och torra världen, hjälper oss att bättre förstå och förutsäga klimatförändringarna på vår hemplanet, "Tillade Li.

    Denna berättelse publiceras på nytt med tillstånd av NASA:s Astrobiology Magazine. Utforska jorden och mer på www.astrobio.net.




    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com