Исследователи знают, что по мере потепления климата стали возникать более опасные штормы. Группа ученых представила основное объяснение, используя метеорологические спутниковые данные, собранные за 35-летний период.
Исследование движения и взаимодействия механических энергий в атмосфере, опубликованное 24 января в журнале Nature Communications, является первым исследованием долгосрочных изменений энергетического цикла Лоренца - сложной формулы, используемой для описания взаимодействие между потенциальной и кинетической энергией в атмосфере - и предлагает новый взгляд на то, что происходит с глобальным потеплением.
«Это новый способ взглянуть и объяснить то, что люди наблюдали», - сказал Лайминг Ли, доцент кафедры физики Хьюстонского университета и автор статьи. «Мы обнаружили, что эффективность глобальной атмосферы Земли как теплового двигателя увеличивается в течение последних четырех десятилетий в ответ на изменение климата».
В этом случае повышенная эффективность не является хорошей вещью. Это предполагает, что больше потенциальной энергии преобразуется в кинетическую энергию - энергию, которая управляет атмосферным движением, - что приводит к большему потенциалу разрушительных штормов в регионах, где происходит преобразование..
«Наши анализы показывают, что большинство энергетических компонентов в энергетическом цикле Лоренца имеют положительные тенденции», - пишут исследователи. «В результате за последние 35 лет эффективность глобальной атмосферы Земли как теплового двигателя возросла».
В дополнение к Ли, исследователи, участвующие в работе, включают Yefeng Pan, первого автора и бывшего докторанта UH; Сюнь Цзян, адъюнкт-профессор наук о Земле и атмосфере в UH; Ган Ли, Вентао Чжан и Синьюэ Ван, все из Университета электронных технологий Гуйлиня; и Эндрю П. Ингерсолл из Калифорнийского технологического института.
Исследователи использовали три независимых набора метеорологических данных для отслеживания переменных, включая трехмерное поле ветра, поле геопотенциальной высоты и поле температуры в точках по всему миру с 1979 по 2013 год. Затем они использовали данные для расчета энергетического цикла Лоренца. глобальной атмосферы. Такой круговорот энергии в атмосфере существенно влияет на погоду и климат.
Предыдущие исследования охватывали только пятилетний и 10-летний периоды до 1973 года, сказал Ли. «Теперь мы можем исследовать энергетический цикл Лоренца в глобальной атмосфере за последние 35 лет, используя спутниковые наблюдения», - сказал он.
Хотя исследователи сообщили, что общая механическая энергия глобальной атмосферы остается постоянной с течением времени, произошло значительное увеличение того, что они называют «вихревой энергией», или энергии, связанной со штормами, водоворотами и турбулентностью.
Ли сказал, что положительные тенденции для вихревых энергий были особенно заметны в южном полушарии и над некоторыми частями Азии, и исследователи отмечают, что усиление штормовой активности над южными океанами и усиление засухи в Центральной Азии способствуют положительным тенденциям..
"Это новый взгляд на объяснение глобального потепления с энергетической точки зрения", - сказал он.