Суббота, 02.05.2026, 14:33 | Приветствую Вас Гость | Подписка на новости сайта
Меню сайта

Темы
Дождь,гроза,град [793]
Жара [630]
Засуха [214]
Землетрясение [2254]
Извержение [1104]
Космос [414]
Лавина [142]
Мороз [316]
Наводнение,цунами [1122]
Оползень,провал [357]
Пожар [682]
Сель [43]
Снегопад [768]
Теория [3418]
Торнадо,ураган [1200]
Феномены [243]
Эпидемия [2571]

Интересное
Аномальные новости

Новости криптозоологии

Календарь
«  Апрель 2019  »
Пн Вт Ср Чт Пт Сб Вс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930

Архив новостей

Реклама

Форма входа

Главная » 2019 » Апрель » 23 » Колебания солнечного излучения связали со стабильностью земного климата
12:35
Колебания солнечного излучения связали со стабильностью земного климата

Американские климатологи показали, что переход между стабильными состояниями теплого климата и «Земли-снежка» может быть индуцирован небольшими случайными колебаниями интенсивности солнечного излучения. При этом траектория фазового перехода обязательно проходит через метастабильное состояние, которое называют меланхоличным. По оценкам ученых, такие переходы могут длиться около десяти миллионов лет.

Климат Земли зависит от большого числа параметров: интенсивности солнечного излучения, отражающей способности планеты (альбедо), концентрации парниковых газов, состояния атмосферы и даже расположения Солнечной системы в галактике. Тем не менее, в зависимости от соотношения между этими факторами возможно только два стабильных состояния климата. Первое состояние — это теплый климат, в котором мы живем сейчас. Второе состояние — так называемая «Земля-снежок», практически полностью покрытая льдом (при этом среднегодовая температура планеты не превышает нуля градусов Цельсия). В частности, геологические исследования указывают на состояния «снежка», которое сформировалось в эпоху Неопротерозоя (около 650 миллионов лет назад) и Гуронского оледенения (2,4–2,1 миллиарда лет назад).

Тип сформировавшегося глобального климата в основном определяется соотношением между двумя процессами обратной связи. Первый процесс — положительная обратная связь между площадью ледяного панциря и альбедо планеты. Грубо говоря, чем обширнее панцирь, тем больше солнечного излучения Земля отражает в космос и тем больше охлаждается; в свою очередь, чем сильнее охлаждается планета, тем быстрее растет ледяная шапка. Если бы температурой планеты управлял только этот процесс, ей было бы выгодно либо полностью покрыться льдом, либо полностью от него избавиться. К счастью, его сдерживает отрицательная больцмановская обратная связь — чем меньше температура планеты, тем меньше тепла она излучает в окружающее пространство и потому меньше охлаждается. Когда оба этих процесса сильны и примерно уравновешивают друг друга, климат планеты становится неустойчивым, словно стакан с перегретой водой. Климатологи называют такое состояние меланхоличным. В этом состоянии граница ледников находится в районе средних широт. Небольшие возмущения меланхоличного состояния приводят к тому, что Земля быстро разогревается или превращается в «снежок». К сожалению, ученые плохо понимают, как происходят такие фазовые переходы, и какие процессы их вызывают.

Физики Валерио Лукарини (Valerio Lucarini) и Тамас Бодай (Tamás Bódai) исследовали, как случайные возбуждения связаны с устойчивостью климата, и подтвердили, что меланхоличное состояние напоминает седловую точку в энергетическом спектре системы. Для этого ученые объединили примитивные уравнения атмосферной модели PUMA с моделью энергетического баланса Гил—Селлерса (Ghil-Sellers), которая качественно описывает перенос тепла океанскими течениями. Чтобы связать эти модели, физики учитывали вертикальные потоки тепла и считали, что температура приповерхностного слоя атмосферы равна температуре океана. Получившееся дифференциальное уравнение учитывало перенос тепла между различными широтами, положительную и отрицательную обратную связь, а его траектории стремились к одному из двух аттракторов, отвечавших теплому климату или «снежку». В первом случае средняя температура планеты была близка к нулю градусов Цельсия, во втором случае не превышала -40 градусов.

Чтобы учесть перепады солнечного излучения, от которых зависит величина положительной обратной связи, ученые ввели в систему параметр контроля μ, который показывал среднюю интенсивность излучения, и параметр σ, определяющий величину случайных колебаний интенсивности. В основном исследователи рассматривали солнечную активность порядка 98 процентов от текущего значения и работали с небольшими относительными колебаниями, не превышающими процента от полного солнечного потока. Чтобы построить фазовую диаграмму климата, исследователи рассчитывали среднюю температуру планеты и разницу температур между приполярными областями (60–90 градусов северной широты) и экваториальным поясом (0–30 градусов северной широты). Это позволяло оценить, где проходит граница ледяной шапки, и ухватить не только стабильные, но и метастабильные состояния.

Ученые обнаружили, что колебания интенсивности солнечного излучения разрушают устойчивые состояния и индуцируют переходы между «снежком» и теплым климатом. Чем меньше уровень шума, тем больше время жизни устойчивого состояния. По самым мягким оценкам, оно не превышает десяти миллионов лет (впрочем, согласно геологическим данным, за последние два миллиарда лет Земля полностью замерзала всего несколько раз, что, очевидно, противоречит оценке ученых). Более того, траектории таких фазовых переходов всегда проходят через меланхоличные состояния. По словам авторов статьи, эти траектории отвечают инстантонам, которые минимизируют действие Фрейдлина-Вентцеля (Freidlin-Wentzell). Таким образом, ученые заключают, что меланхоличное состояние служит своеобразным аналогом седловой точки в энергетическом спектре, через которую проходят траектории, соединяющие соседние минимумы.

Стоит отметить, что в своей работе ученые не учитывали антропогенные факторы, которые также могут существенно сказаться на климате планеты. В настоящее время связь между деятельностью человека и увеличением средней температуры Земли подтверждена на уровне пять сигма (99,9999 процента вероятности неслучайного результата).

Несмотря на то, что смоделировать климат Земли очень сложно из-за хаотической природы атмосферы, ученые пытаются установить какие-нибудь общие закономерности, связанные с его изменением. Например, в апреле прошлого года физики из Чикагского университета предложили простую геометрическую модель, которая описывает структуру водоемов, образующихся на покрытой льдом поверхности Серверного Ледовитого океана во время летнего таяния. По словам исследователей, эта модель повысит точность существующих климатических моделей. А в 2017 году ученые с помощью компьютерного моделирования объяснили необычный климат мира «Игры престолов» и предсказали его дальнейшее изменение.

https://nplus1.ru/news/2019/04/20/melancholic-climate

Категория: Теория | Просмотров: 569 | Добавил: Sergo | Рейтинг: 0.0/0

Последние новости

Число новых случаев ВИЧ в России достигло исторического минимума (4)

У пожилых с анемией оказался повышен риск развития деменции (5)

Волны жары и холода повысили заболеваемость и смертность (3)

Африканский коронавирус нашел новый способ проникать в клетки человека (12)

После начала глобального потепления в США стало меньше экстремально жарких дней (10)

Донорские клетки помогли отменить иммуносупрессию после пересадки печени (15)

Большое число детей связали со сниженным риском инсульта у женщин (14)

Трансплантация кала не снизила антибиотикоустойчивость кишечной микробиоты (17)

На Солнце зафиксирована вспышка экстремального класса (12)

Как удобрения могут помочь в борьбе с изменением климата (21)

Употребление цельного молока связали со сниженным риском ожирения (15)

Одиночество связали с ростом риска дегенерации клапанов сердца (15)

Исследование подтвердило повышенный риск рака у людей вне брака (31)

Спутник впервые запечатлел момент рождения цунами (30)

У депрессивных людей в 5 раз чаще развивается болезнь Альцгеймера (22)

У пожилых оптимистов оказался снижен риск деменции (17)

Нерегулярный сон связали с двукратным ростом риска инфаркта и инсульта (19)

В Конго прекратилась двухлетняя вспышка оспы обезьян (19)

Метаанализ подтвердил защитный эффект агонистов ГПП-1 (26)

Вирус лихорадки Крым-Конго приспособил биосинтез (26)

Антидепрессант миртазапин снизил тягу к метамфетамину (18)

Вейпы могут вызывать рак легких и полости рта (33)

Март в Москве оказался самым теплым за последние 247 лет (25)

Антидепрессант миртазапин снизил тягу к метамфетамину (19)

Долгий ковид повысил риск сердечно-сосудистых заболеваний (20)

Однообразная пища помогла в снижении массы тела (25)

Тяжелые инфекции связали с повышенным риском развития деменции (39)

Комбинацию фруктов и овощей в рационе связали со сниженным риском болезни Крона (35)

Сурфактант не уменьшил продолжительность ИВЛ (21)

Тавападон облегчил симптомы болезни Паркинсона (28)

Диету MIND связали с замедлением старения мозга на 2,5 года (21)

Стоматолог объяснила, чем опасен запущенный кариес (47)

Вакцина вдвое уменьшила частоту сердечных осложнений (43)

Семаглутид предотвратил обострение депрессии и тревожности (25)

Псилоцибин помог при резистентной депрессии (29)

Аллогенные стволовые клетки помогли при возрастной немощности (26)

Метформин снизил риск развития рака пищевода (44)

Ковид спровоцировал рост огромной сосудистой опухоли на лице китаянки (38)

Британка без шейки матки и влагалища забеременела (39)

Жестокое обращение в детстве повысило риск резистентной депрессии (18)

Женщины из бедных стран сильнее пострадали от болезней сердца (23)

Трепростинил помог при идиопатическом легочном фиброзе (30)

Подростковую агрессию связали с ускоренным старением (25)

Магнитно-частичную томографию впервые опробовали на человеке (34)

Жара и загрязнение воздуха повысили риск суицида (27)

Медицинский каннабис уменьшил боль при эндометриозе (30)

Чем опасны энергетики для подростков (30)

Употребление каннабиса привело к созданию ложных воспоминаний (24)

Переливание цельной крови снизило смертность при травмах у взрослых (25)

Псилоцибин помог бросить курить эффективнее никотинового пластыря (32)

Поиск


Популярное

На Восточное побережье США надвигается "Франкеншторм". Он уже забрал 20 жизней (28738)

Человечество вступило в эпоху природных катаклизмов (19689)

Эпидемия бубонной чумы вспыхнула на Мадагаскаре (10613)

«Сэнди» признан вторым самым дорогим ураганом в истории США (10525)

Супервулкан может проснуться в любой момент (8967)

Сегодня по всему миру произошло 49 землетрясений (7457)

30 тысяч человек умирает ежегодно от амариллеза (7008)

Большая грудь сокращает жизнь на годы (5928)

Остров ВИЗЕния (5615)

Англия: зима в начале мая (5476)

Карнавал в Венеции начался с наводнения (5352)

Гигантская Фабианская дыра продолжает расти (5340)

Гипотеза о СПИД (5174)

Селевой поток опять обрушился на уезд Илян (5129)

Число пострадавших от наводнения в Мордовии достигло 4,5 тысяч человек, подтоплено более 2 тысяч домов (5000)

В Москву идет жара (4991)

Ураган в Москве 06.05.2012 (4974)

Вода в реке Белой в Адыгее не может очиститься из-за 5-километрового оползня (4858)

В Англии уходящий год признан самым дождливым в истории метеонаблюдений (4855)

Из-за извержения Попокатепетля в Мехико объявлен высший уровень опасности (4828)

Десятки домов затоплены в Узбекистане в результате наводнения (4791)

Ученые установили точную дату Всемирного потопа (4776)

Пятидесятиградусные морозы пришли в Якутию (4762)

Вулкан Санторин, погубивший минойскую цивилизацию на Крите, вышел из многолетней спячки (4739)

Йеллоустонский супервулкан (4733)

На планете появился новый вид облаков - Асператус (4730)

Самые большие и опасные вулканы мира (4720)

Землетрясение в Армении (4710)

Семь новых природных чудес света (4706)

Жара в Норильске побила 30-летний рекорд (4692)

Совсем скоро человечество ждёт всемирная катастрофа (4650)

В Крыму зарегистрировали землетрясение мощностью 1-2 балла по шкале Рихтера (4585)

Власти борятся с наводнением на Бали (4548)

Как мы измеряем силу землетрясений? (4473)

Самые удивительные природные феномены (4359)

Йеллоустоун взорвется осенью и в мире начнется Апокалипсис (4277)

Изменение климата (4205)

Зимняя гроза на Кузбассе (4184)

У островов Фиджи произошло землетрясение магнитудой 5,5 (4119)

Волну-убийцу создали в обычном бассейне (4117)

Copyright Sergo © 2012-2026

Яндекс.Метрика