Analyser af energikredsløb giver en ny forklaring på klimaændringer

Forskere ved, at flere, og mere farligt, storme er begyndt at opstå, efterhånden som klimaet opvarmes. Et hold af videnskabsmænd har rapporteret en underliggende forklaring, ved hjælp af meteorologiske satellitdata indsamlet over en 35-årig periode.

Undersøgelsen af ​​bevægelsen og samspillet mellem mekaniske energier på tværs af atmosfæren, offentliggjort 24. januar i tidsskriftet Naturkommunikation , er den første til at udforske langsigtede variationer af Lorenz energicyklus - en kompleks formel, der bruges til at beskrive samspillet mellem potentiel og kinetisk energi i atmosfæren - og tilbyder et nyt perspektiv på, hvad der sker med global opvarmning.

"Det er en ny måde at se på og forklare, hvad folk har observeret, " sagde Liming Li, assisterende professor i fysik ved University of Houston og tilsvarende forfatter til papiret. "Vi fandt ud af, at effektiviteten af ​​Jordens globale atmosfære som varmemotor er stigende i løbet af de sidste fire årtier som reaktion på klimaændringer."

I dette tilfælde, øget effektivitet er ikke en god ting. Det tyder på, at mere potentiel energi omdannes til kinetisk energi - energi, der driver atmosfærisk bevægelse - hvilket resulterer i et større potentiale for ødelæggende storme i områder, hvor omdannelsen finder sted.

"Vores analyser tyder på, at de fleste energikomponenter i Lorenz-energikredsløbet har positive tendenser, " skrev forskerne. "Som et resultat, effektiviteten af ​​Jordens globale atmosfære som varmemotor steg i løbet af de sidste 35 år."

Ud over Li, forskere involveret i arbejdet omfatter Yefeng Pan, førsteforfatter og tidligere doktorand ved UH; Xun Jiang, lektor i jord- og atmosfærevidenskab ved UH; Gan Li, Wentao Zhang og Xinyue Wang, Guilin University of Electronic Technology; og Andrew P. Ingersoll fra California Institute of Technology.

Forskerne brugte tre uafhængige meteorologiske datasæt til at spore variabler, herunder tredimensionelt vindfelt, geopotentialhøjdefelt og temperaturfelt på punkter over hele kloden fra 1979 til 2013. De brugte derefter dataene til at beregne Lorenz-energicyklussen i den globale atmosfære. Et sådant energikredsløb i atmosfæren har væsentlig indflydelse på vejr og klima.

Tidligere undersøgelser har kun dækket fem- og 10-årige perioder før 1973, sagde Li. "Nu kan vi undersøge Lorenz-energikredsløbet i den globale atmosfære gennem de sidste 35 år, ved hjælp af satellitbaserede observationer, " han sagde.

Mens forskerne rapporterede, at den samlede mekaniske energi i den globale atmosfære forbliver konstant over tid, der har været en betydelig stigning i, hvad de beskriver som "hvirvelenergier, " eller energierne forbundet med storme, hvirvler og turbulens.

Li sagde, at de positive tendenser for hvirvelenergier var særligt udtalte på den sydlige halvkugle og over dele af Asien, og forskerne peger på, at intensiveret stormaktivitet over de sydlige oceaner og stigende tørke i Centralasien bidrager til de positive tendenser.

"Dette er et nyt perspektiv til at forklare global opvarmning fra et energisynspunkt, " han sagde.