Исследование движения и взаимодействия механических энергий в атмосфере, опубликованное 24 января в журнале Nature Communications, является первым исследованием долгосрочных вариаций энергетического цикла Лоренца — сложной формулы, используемой для описания взаимодействия между потенциальными и кинетическая энергия в атмосфере — и предлагает новый взгляд на то, что происходит с глобальным потеплением.«Это новый способ взглянуть и объяснить то, что наблюдали люди», — сказал Лиминг Ли, доцент кафедры физики Хьюстонского университета и автор статьи. «Мы обнаружили, что эффективность глобальной атмосферы Земли как теплового двигателя возрастает за последние четыре десятилетия в ответ на изменение климата».
В этом случае повышение эффективности — это нехорошо. Это предполагает, что больше потенциальной энергии преобразуется в кинетическую энергию — энергию, которая движет атмосферным движением — что приводит к большему потенциалу разрушительных штормов в регионах, где происходит преобразование.«Наш анализ показывает, что большинство энергетических компонентов в энергетическом цикле Лоренца имеют положительные тенденции», — пишут исследователи. «В результате эффективность глобальной атмосферы Земли как теплового двигателя увеличилась за последние 35 лет».Помимо Ли, в работе участвовали исследователи Ефэн Пан, первый автор и бывший докторант UH; Сюнь Цзян, адъюнкт-профессор наук о Земле и атмосфере в UH; Ган Ли, Вентао Чжан и Синьюэ Ван, все из Гуйлиньского университета электронных технологий; 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 земного шара с 1979 по 2013 год. Затем они использовали данные для расчета энергетического цикла Лоренца в глобальной атмосфере. Такой энергетический цикл в атмосфере существенно влияет на погоду и климат.По словам Ли, предыдущие исследования охватывали только пятилетние и 10-летние периоды до 1973 года. «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 описывают как «вихревые энергии», или энергии, связанные со штормами, водоворотами и турбулентностью.Ли сказал, что положительные тенденции для энергии вихрей были особенно выражены в южном полушарии и некоторых частях Азии, и исследователи отмечают, что усиление штормовой активности над южными океанами и усиление засухи в Центральной Азии способствуют положительным тенденциям.
«Это новая перспектива для объяснения глобального потепления с точки зрения энергетики», — сказал он.