Четверг, 21.11.2024, 12:09 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [784]
Жара [609]
Засуха [211]
Землетрясение [2246]
Извержение [1099]
Космос [411]
Лавина [142]
Мороз [313]
Наводнение,цунами [1120]
Оползень,провал [357]
Пожар [678]
Сель [43]
Снегопад [768]
Теория [3014]
Торнадо,ураган [1199]
Феномены [242]
Эпидемия [2514]

Интересное
Аномальные новости

Новости криптозоологии

Календарь
«  Апрель 2019  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930

Архив новостей

Реклама

Форма входа

Главная » 2019 » Апрель » 23 » Колебания солнечного излучения связали со стабильностью земного климата
12:35
Колебания солнечного излучения связали со стабильностью земного климата

Американские климатологи показали, что переход между стабильными состояниями теплого климата и «Земли-снежка» может быть индуцирован небольшими случайными колебаниями интенсивности солнечного излучения. При этом траектория фазового перехода обязательно проходит через метастабильное состояние, которое называют меланхоличным. По оценкам ученых, такие переходы могут длиться около десяти миллионов лет.

Климат Земли зависит от большого числа параметров: интенсивности солнечного излучения, отражающей способности планеты (альбедо), концентрации парниковых газов, состояния атмосферы и даже расположения Солнечной системы в галактике. Тем не менее, в зависимости от соотношения между этими факторами возможно только два стабильных состояния климата. Первое состояние — это теплый климат, в котором мы живем сейчас. Второе состояние — так называемая «Земля-снежок», практически полностью покрытая льдом (при этом среднегодовая температура планеты не превышает нуля градусов Цельсия). В частности, геологические исследования указывают на состояния «снежка», которое сформировалось в эпоху Неопротерозоя (около 650 миллионов лет назад) и Гуронского оледенения (2,4–2,1 миллиарда лет назад).

Тип сформировавшегося глобального климата в основном определяется соотношением между двумя процессами обратной связи. Первый процесс — положительная обратная связь между площадью ледяного панциря и альбедо планеты. Грубо говоря, чем обширнее панцирь, тем больше солнечного излучения Земля отражает в космос и тем больше охлаждается; в свою очередь, чем сильнее охлаждается планета, тем быстрее растет ледяная шапка. Если бы температурой планеты управлял только этот процесс, ей было бы выгодно либо полностью покрыться льдом, либо полностью от него избавиться. К счастью, его сдерживает отрицательная больцмановская обратная связь — чем меньше температура планеты, тем меньше тепла она излучает в окружающее пространство и потому меньше охлаждается. Когда оба этих процесса сильны и примерно уравновешивают друг друга, климат планеты становится неустойчивым, словно стакан с перегретой водой. Климатологи называют такое состояние меланхоличным. В этом состоянии граница ледников находится в районе средних широт. Небольшие возмущения меланхоличного состояния приводят к тому, что Земля быстро разогревается или превращается в «снежок». К сожалению, ученые плохо понимают, как происходят такие фазовые переходы, и какие процессы их вызывают.

Физики Валерио Лукарини (Valerio Lucarini) и Тамас Бодай (Tamás Bódai) исследовали, как случайные возбуждения связаны с устойчивостью климата, и подтвердили, что меланхоличное состояние напоминает седловую точку в энергетическом спектре системы. Для этого ученые объединили примитивные уравнения атмосферной модели PUMA с моделью энергетического баланса Гил—Селлерса (Ghil-Sellers), которая качественно описывает перенос тепла океанскими течениями. Чтобы связать эти модели, физики учитывали вертикальные потоки тепла и считали, что температура приповерхностного слоя атмосферы равна температуре океана. Получившееся дифференциальное уравнение учитывало перенос тепла между различными широтами, положительную и отрицательную обратную связь, а его траектории стремились к одному из двух аттракторов, отвечавших теплому климату или «снежку». В первом случае средняя температура планеты была близка к нулю градусов Цельсия, во втором случае не превышала -40 градусов.

Чтобы учесть перепады солнечного излучения, от которых зависит величина положительной обратной связи, ученые ввели в систему параметр контроля μ, который показывал среднюю интенсивность излучения, и параметр σ, определяющий величину случайных колебаний интенсивности. В основном исследователи рассматривали солнечную активность порядка 98 процентов от текущего значения и работали с небольшими относительными колебаниями, не превышающими процента от полного солнечного потока. Чтобы построить фазовую диаграмму климата, исследователи рассчитывали среднюю температуру планеты и разницу температур между приполярными областями (60–90 градусов северной широты) и экваториальным поясом (0–30 градусов северной широты). Это позволяло оценить, где проходит граница ледяной шапки, и ухватить не только стабильные, но и метастабильные состояния.

Ученые обнаружили, что колебания интенсивности солнечного излучения разрушают устойчивые состояния и индуцируют переходы между «снежком» и теплым климатом. Чем меньше уровень шума, тем больше время жизни устойчивого состояния. По самым мягким оценкам, оно не превышает десяти миллионов лет (впрочем, согласно геологическим данным, за последние два миллиарда лет Земля полностью замерзала всего несколько раз, что, очевидно, противоречит оценке ученых). Более того, траектории таких фазовых переходов всегда проходят через меланхоличные состояния. По словам авторов статьи, эти траектории отвечают инстантонам, которые минимизируют действие Фрейдлина-Вентцеля (Freidlin-Wentzell). Таким образом, ученые заключают, что меланхоличное состояние служит своеобразным аналогом седловой точки в энергетическом спектре, через которую проходят траектории, соединяющие соседние минимумы.

Стоит отметить, что в своей работе ученые не учитывали антропогенные факторы, которые также могут существенно сказаться на климате планеты. В настоящее время связь между деятельностью человека и увеличением средней температуры Земли подтверждена на уровне пять сигма (99,9999 процента вероятности неслучайного результата).

Несмотря на то, что смоделировать климат Земли очень сложно из-за хаотической природы атмосферы, ученые пытаются установить какие-нибудь общие закономерности, связанные с его изменением. Например, в апреле прошлого года физики из Чикагского университета предложили простую геометрическую модель, которая описывает структуру водоемов, образующихся на покрытой льдом поверхности Серверного Ледовитого океана во время летнего таяния. По словам исследователей, эта модель повысит точность существующих климатических моделей. А в 2017 году ученые с помощью компьютерного моделирования объяснили необычный климат мира «Игры престолов» и предсказали его дальнейшее изменение.

https://nplus1.ru/news/2019/04/20/melancholic-climate

Категория: Теория | Просмотров: 506 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

В РФ создали улучшенный аналог аспирина без "побочек" (6)

Создана подавляющая аппетит и сжигающая калории молекула (7)

Выявлены 135 вариаций генома, связанных с мужским бесплодием (6)

В Уганде выявили тяжелую малярию со стойкостью к действию артемизинина (6)

Создан алгоритм для более точного прогноза уровня глюкозы у диабетиков (10)

Число смертей от рака удвоится в ближайшие 25 лет (8)

Пиво навредило здоровью сильнее коктейлей (8)

Доступ к широкополосному интернету повысил риск ожирения (13)

Глобальное потепление к 2023 году уже перешагнуло порог 1,5 градуса (9)

Получены перспективные природные соединения против оспы обезьян (9)

Найден способ излечения смертельного синдрома Лайелла (7)

Молоко увеличило риски болезней сердца для женщин (15)

Посещение сауны снизило артериальное давление (12)

К 2050 году онкологическая заболеваемость вырастет на 77 процентов (11)

Массовые посадки деревьев в Арктике ускорят глобальное потепление (136)

Частицы микропластика в воздухе могут привести к аномалиям при осадках (19)

Анализ генетической информации поможет избежать осложнений после инфаркта (11)

Создали синтез трех лекарств от редких заболеваний (7)

Найден способ в 10 раз снизить заболеваемость малярией в Мали (10)

Отсутствие семьи на 80% повышает риск развития депрессии (5)

ВОЗ определила 17 патогенов, требующих приоритетной разработки новых вакцин (9)

Разработали сенсоры для выявления заболеваний по анализу дыхания (8)

В Арктике растаял остров Месяцева на Земле Франца-Иосифа (13)

Отказ от курения после выявления опухоли до 26% снижает риск гибели пациента (19)

Создана система, помогающая диабетикам рассчитать ночную дозу инсулина (14)

Раннее наступление менопаузы на 30% снижает риск развития астмы (15)

Создан высокоэффективный гидрогелевый материал для лечения ран (14)

Лекарство от глаукомы метазоламид замедляет развитие Альцгеймера (13)

В Арктике прогнозируют рост температуры до 10 градусов до конца XXI века (14)

Воспаление и потерю обоняния связали с 139 заболеваниями (13)

Более восьми миллионов человек во всем мире заболели туберкулезом в 2023 году (14)

Созданы модифицированные нанокомпозиты для лечения атеросклероза (19)

Разработан ИИ для повышения эффективности операций при катаракте до 91% (16)

Вирусы растений использовали для лечения саркомы (13)

Детское ожирение ведет к снижению жизненной емкости легких и их дисфункции (13)

В Швеции снизилась смертность от сердечной недостаточности (12)

Текущая климатическая политика приведет к потеплению на 3,1 градуса к концу века (11)

Долгое стояние на ногах повысило риск нарушения кровообращения (11)

В Якутии среднегодовая температура воздуха выросла на три градуса (19)

Разработаны способы защиты энергетических объектов от пожаров в Арктике (16)

Выявили молекулу, подавляющую рост детского рака печени (10)

Более 40 климатологов предупредили лидеров стран Северной Европы о катаклизме (20)

Солнечные панели на крышах домов меняют климат в городах (17)

Изменение климата назвали ответственным за 13% смертей от задымленного воздуха (14)

Галоперидол не облегчил снижение когнитивных способностей (15)

Акупунктура помогла облегчить боль при межпозвонковой грыже (18)

Летняя засуха в Европе в 2022 году была на треть усилена глобальным потеплением (13)

Эксперт отметил невозможность прогноза вспышечной активности Солнца по месяцам (17)

Создано защищающее от инфекций при протезировании вещество (15)

Разрушаем самые известные мифы о простуде (28)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (28497)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19386)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10343)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10242)

Супервулкан может проснуться в любой момент (8623)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (7172)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (6646)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (5652)

Остров ВИЗЕния (5376)

Англия: зима в начале мая (5134)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (5048)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (5046)

Гипотеза о СПИД (4874)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (4854)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (4766)

В Москву идет жара (4723)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4687)

Ураган в Москве 06.05.2012 (4659)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4596)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4552)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (4518)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (4510)

Землетрясение в Армении (4508)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4498)

Йеллоустонский супервулкан (4482)

Семь новых природных чудес света (4480)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4477)

Самые большие и опасные вулканы мира (4466)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4460)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4407)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4369)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4299)

Власти борятся с наводнением на Бали (4271)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4199)

Самые удивительные природные феномены (4094)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (4038)

Изменение климата (3976)

Зимняя гроза на Кузбассе (3963)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (3857)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (3840)

Copyright Sergo © 2012-2024

Яндекс.Метрика