जलवायु परिवर्तन कैसे मौसम की अवरुद्ध घटनाओं को बढ़ाएगा

जलवायु परिवर्तन से मौसम अवरुद्ध होने की घटनाओं में वृद्धि होगीद्रव डायनामिस्टों ने एक स्केलिंग कानून पाया है, एक गणितीय सूत्र जो जेट स्ट्रीम की चौड़ाई, अक्षांश और ताकत के लिए अवरुद्ध घटनाओं के आकार से संबंधित है, जो सभी का अच्छी तरह से अध्ययन और मापा जाता है। (साभार: पी। हसनजादेह / चावल)

"अवरुद्ध घटनाओं" ने 21st सदी की कुछ सबसे घातक गर्मी तरंगों का उत्पादन किया है। जलवायु परिवर्तन, शोध में पाया गया है कि ये उच्च दबाव वाले मौसम प्रणाली में वृद्धि होगी।

वायुमंडलीय अवरोधन की घटनाएं मध्य-अक्षांश, उच्च-दबाव प्रणाली हैं जो दिनों या हफ्तों तक रहती हैं। वे कब और कहाँ विकसित होते हैं, इस पर निर्भर करते हुए, अवरुद्ध घटनाओं से सूखा या बहाव हो सकता है और गर्म तरंगें या ठंडे मंत्र। 2003 में और रूस में 2010 में फ्रांस में घातक गर्मी की घटनाओं के कारण अवरुद्ध घटनाओं।

व्यापक जलवायु मॉडल सिमुलेशन के दो सेटों के डेटा का उपयोग करते हुए, शोधकर्ताओं ने पाया कि उत्तरी गोलार्ध में अवरुद्ध घटनाओं के क्षेत्र के कारण 17% तक बढ़ जाएगा मानवजनित जलवायु परिवर्तन.

क्या ब्लॉकिंग इवेंट्स में बड़ी मिलेगी?

राइस विश्वविद्यालय में मैकेनिकल इंजीनियरिंग और पृथ्वी, पर्यावरण और ग्रह विज्ञान के सहायक प्रोफेसर पेदराम हस्नाज़ेह ने चरम मौसम की घटनाओं से लेकर पवन ऊर्जा तक की समस्याओं से संबंधित वायुमंडलीय प्रवाह का अध्ययन करने के लिए कम्प्यूटेशनल, गणितीय और सांख्यिकीय मॉडल का उपयोग किया है।

उनका कहना है कि शोधकर्ताओं को यह जानने में दिलचस्पी है कि जलवायु परिवर्तन अवरुद्ध घटनाओं को कैसे प्रभावित कर सकते हैं, लेकिन अधिकांश अध्ययनों ने इस बात पर ध्यान केंद्रित किया है कि क्या ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन के कारण वायुमंडल के गर्म होने की घटनाओं को अवरुद्ध करना अधिक बार होगा।

"अतीत में अध्ययनों में देखा गया है कि क्या आपको जलवायु परिवर्तन के साथ कम या ज्यादा अवरुद्ध घटनाएं मिलती हैं," वे कहते हैं। “किसी ने भी यह सवाल नहीं पूछा था कि इन घटनाओं का आकार बदल जाएगा या नहीं।

“और आकार बहुत महत्वपूर्ण है क्योंकि अवरुद्ध घटनाएं अधिक प्रभावशाली होती हैं जब वे बड़े होते हैं। उदाहरण के लिए, यदि उच्च दाब प्रणाली बड़ी हो जाती है, तो आपको बड़ी ऊष्मा तरंगें मिलने वाली हैं, जो अधिक लोगों को प्रभावित करती हैं, और आपको अधिक ऊष्मा तरंगें मिलने की संभावना होती है। "

एक 'सुरुचिपूर्ण ढंग से सरल परिणाम'

चावल के ब्राउन स्कूल ऑफ़ इंजीनियरिंग में मैकेनिकल इंजीनियरिंग स्नातक छात्र अब्राहिम नबीज़ादेह दो साल पहले सवाल का जवाब देने के लिए बाहर निकले। एक पदानुक्रमित मॉडलिंग दृष्टिकोण का उपयोग करते हुए, उन्होंने वायुमंडलीय अशांति के एक मॉडल पर प्रयोगों के साथ शुरू किया जो वास्तविक वातावरण की तुलना में कहीं अधिक सरल है।

सरल मॉडल, जो अवरुद्ध होने वाली घटनाओं की मौलिक गतिशीलता को पकड़ता है, ने नबीज़ादेह को अन्वेषण का एक बड़ा सौदा करने की अनुमति दी। एक पैरामीटर या दूसरे में थोड़ा बदलाव करते हुए, उन्होंने हजारों सिमुलेशन चलाए। तब उन्होंने बकिंघम-पाई प्रमेय नामक एक शक्तिशाली आयामी विश्लेषण तकनीक का इस्तेमाल किया, जिसका उपयोग अक्सर डेटा का विश्लेषण करने के लिए बड़े और जटिल इंजीनियरिंग सिस्टम को तैयार करने में किया जाता है जिसमें द्रव प्रवाह शामिल होता है।

लक्ष्य एक स्केलिंग कानून ढूंढ रहा था, एक गणितीय सूत्र जिसने चर वैज्ञानिकों द्वारा पहले से ही अध्ययन और समझने वाले चर का उपयोग करके एक अवरुद्ध घटना के आकार का वर्णन किया था। नबीजादेह ने स्केलिंग कानूनों के साथ शुरू किया जो कि दिन के मौसम के पैटर्न के आकार की भविष्यवाणी करने के लिए विकसित किए गए हैं, लेकिन उन्होंने पाया कि कोई भी चर घटनाओं को अवरुद्ध करने के लिए पूर्वानुमान नहीं था।

उनकी दृढ़ता ने अंततः एक सरल सूत्र के साथ भुगतान किया, जो घटनाओं को चौड़ाई, अक्षांश और ताकत को अवरुद्ध करने के क्षेत्र से संबंधित है जेट धारा, जो सभी अच्छी तरह से अध्ययन और मापा जाता है।

"मैंने हाल ही में इस बारे में बात की, और लोगों में से एक ने बाद में कहा, 'यह जादुई है, कि ये शक्तियां जुड़ जाती हैं और अचानक आपको सही उत्तर मिल जाता है।' लेकिन इब्राहिम ने इसे बहुत सरल तरीके से प्राप्त करने के लिए बहुत काम लिया, ”वे कहते हैं।

संख्याओं को घूरते हुए

एक बिंदु पर, नबीज़ादेह ने कई सिमुलेशन से डेटा का विश्लेषण किया था और एक तुलना का उत्पादन किया था जिसमें आंकड़ों के पेज पर पेज शामिल था, और हस्सनाज़ेह कहते हैं कि स्केलिंग कानून की खोज को एक अप्रत्याशित स्रोत द्वारा प्रोत्साहित किया गया था: चालक के लाइसेंस कार्यालय में लाइन।

हस्नाज़ादेह और नबीज़ादेह को लगभग एक सप्ताह के लिए अपने लाइसेंस मिल गए, और उनके पास इंतजार करने के लिए पर्याप्त समय था कि वे परिणाम का अध्ययन कर सकें। "आपको बैठना है और आपके पास करने के लिए कुछ भी नहीं है," हस्सनादेह कहते हैं। "इसलिए इन नंबरों को घंटों तक घूरने के बाद, हमने महसूस किया कि यह सही स्केलिंग है।"

उन्होंने पृथ्वी के मौसम और जलवायु के तेजी से जटिल मॉडलों के उत्पादन के साथ सरल-मॉडल परिणामों की तुलना की। नबीज़ादेह कहते हैं कि स्केलिंग कानून ने भविष्य के सर्दियों के घटनाओं के आकार में व्यापक जलवायु मॉडल सिमुलेशन में उल्लेखनीय सटीकता के साथ परिवर्तन की भविष्यवाणी की।

नबिज़ादे कहते हैं, "गर्मियों की घटनाओं की तुलना में यह सर्दियों की घटनाओं के लिए बेहतर प्रदर्शन करता है।" "हमारे परिणामों का सुझाव है कि भविष्य के अध्ययनों में बेहतर समर ब्लॉक्स पर ध्यान केंद्रित किया जाना चाहिए और यह भी बताया गया है कि गर्मी की लहरों जैसे चरम मौसम की घटनाओं के आकार, परिमाण और दृढ़ता को कैसे प्रभावित कर सकता है।"

अतिरिक्त coauthors लॉरेंस बर्कले राष्ट्रीय प्रयोगशाला और कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय, डेविस और कोलोराडो राज्य विश्वविद्यालय से हैं।

अनुसंधान के लिए समर्थन नासा, राष्ट्रीय अकादमियों के खाड़ी अनुसंधान कार्यक्रम, ऊर्जा विभाग और राष्ट्रीय विज्ञान फाउंडेशन से आया है। NSF समर्थित XSEDE प्रोजेक्ट और राइस सेंटर फॉर रिसर्च कंप्यूटिंग के साथ साझेदारी में चावल के केन कैनेडी इंस्टीट्यूट फॉर इंफॉर्मेशन टेक्नोलॉजी ने कंप्यूटिंग संसाधन प्रदान किए।

मूल अध्ययन

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