Изменение климата приводит к более нестабильной погоде, локальным засухам и рекордным экстремальным температурам, но последовательная теория, связывающая местный и глобальный климат, все еще находится в стадии активной разработки. Теперь датский студент-астрофизик из Института Нильса Бора использовал математический подход, чтобы понять, как глобальное повышение температуры порождает локально нестабильную погоду на Земле.

С более чем 99-процентным согласием ученых-климатологов теперь ясно, что Земля нагревается глобально и что это потепление в основном вызвано деятельностью человека.

Температура растет быстрее, чем когда-либо прежде, и Земля, вероятно, самая теплая за более чем 100 000 лет. С начала промышленной революции около 250 лет назад мир стал теплее на 1,1 °C.

Глобальное и локальное потепление

Изменение климата в последние годы дало нам рекорды экстремальной жары, например, в прошлом году, когда канадцы измерили свою самую высокую температуру почти 50 ° C; на пять градусов теплее предыдущего рекорда!

Но проблема не ограничивается рекордами тепла: волны холода, засухи, бури и осадки также достигают новых высот.

То , как глобальное потепление вызывает локальные экстремальные погодные явления, является активной, хотя и не до конца изученной областью исследований. Но с новым математическим подходом аспирант Альберт Снеппен только что приблизился на один шаг к связи между глобальным повышением температуры и нестабильностью местной погоды.

Вдохновение из ранней Вселенной

Альберт Снеппен проводит время, изучая астрофизику в Центре космических рассветов, фундаментальном исследовательском центре Института Нильса Бора и DTU Space в Копенгагене, и привык размышлять о черных дырах и взрывающихся звездах. Однажды ему пришла в голову мысль, что метод, обычно используемый для анализа распределения света на ночном небе, можно использовать и для изучения распределения температурных колебаний на поверхности Земли.

Метод используется, в частности, для интерпретации так называемого космического микроволнового фонового излучения , также известного как «послесвечение Большого взрыва». Внезапно Альберт Снеппен увидел некое «эстетическое совпадение» между распределением тепла в масштабах Вселенной и масштабах Земли.

«В течение десятилетий тепловое излучение ранней Вселенной изучалось в ночном небе. Исследователи используют так называемый «угловой спектр мощности», который говорит вам, насколько все части ночного неба — как локально, так и глобально — связаны. И это именно то, что вам нужно в исследованиях климата : метод одновременного изучения всех масштабов изменения климата», — объясняет Снеппен.

Структура климата

Новая математическая перспектива поддерживает неизвестные до сих пор структуры климата.

В дополнение к воспроизведению температур Земли и подтверждению наблюдаемых климатических трендов в самых больших масштабах, он показывает, как создаются локальные колебания погоды, т.е. в малых масштабах. Оказывается, колебания и различия в больших масштабах сменяются колебаниями и различиями в малых масштабах.

«Когда мы, люди, воздействуем на температуру Земли в самых больших масштабах, это вызывает большие перепады температур во всех масштабах в регионах площадью около 2000 км и вплоть до 50 км», — объясняет Снеппен.

Другими словами, изменение климата приводит к локальному увеличению различий в температуре, а с большими перепадами температур возникают еще более экстремальные погодные условия.

«Нестабильность и непостоянство погоды в целом усилились после промышленной революции , но особенно усилились за последние 40 лет», — говорит Снеппен. «Вместе с несколькими другими теоретическими и наблюдательными исследованиями эта модель указывает на то, что в ближайшие десятилетия погода станет еще более нестабильной».

Статья Снеппена была только что опубликована в The European Physical Journal Plus.