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Planet in einer Flasche

2012-11-15 1
   
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résuméSie sind von Mathematik und Physik umgeben. Es kann nicht wie es fühlen, aber sie sind da. Sonnenlicht bewegt sich über Raum und trifft auf die Erde. Einige absorbiert, manche reflektiert weg. Der Boden erwärmt, erwärmt die Luft darüber. Diese Luft s
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Sie sind von Mathematik und Physik umgeben.

Es kann nicht wie es fühlen, aber sie sind da. Sonnenlicht bewegt sich über Raum und trifft auf die Erde. Einige absorbiert, manche reflektiert weg. Der Boden erwärmt, erwärmt die Luft darüber. Diese Luft steigt. Die sich drehende Erde schwingt die seitlichen Luft. Turbulence verursacht Wirbel, Wirbel. Die Luft nimmt Staub, bläst sie herum, verdunstet Wasser, die schließlich regnet aus, trägt Rauch von Bränden auf der ganzen Welt.

All dies ist den Gesetzen der Physik zurückzuführen, die mit der Sprache der Mathematik zu betreiben. Diese Gesetze sind zu verstehen, können sie niedergeschrieben werden, und Computer können so programmiert werden, sie anzuwenden. Sitzen in Greenbelt, Md., Am NASA Goddard Space Flight Center-mein altes Revier, in der Tat-ist ein solcher Supercomputer, ausgebildet in der Art und Weise der Mathematik und Physik von der Oberfläche der Erde, Wasser und Atmosphäre. Und wenn es fertig ist durch die Berechnungen Kurbeln, kann es Dinge produzieren wie folgt aus :

Planet in einer Flasche

NASA-Supercomputer Modell Karte der Erde.

Heilige adiabatische Expansion! [Klicken Sie auf coriolisenate, und glauben Sie mir, Sie wollen.]

Dies ist kein Foto von der Erde aus einem weit entfernten Satelliten. Dies ist die Ausgabe eines Computers, der die Gesetze der Physik und wenden sie auf die Erde zu nehmen programmiert wurde. Es hat Daten über Sonnenlicht trifft auf die Erde (die Variationen für die Saison umfasst); sie weiß, über die Zusammensetzung der Atmosphäre der Erde und wie sich die Temperatur ändert die Luft mit Breite, Länge und Höhe; es kann, wie viel Wasser verdunstet berechnen und wo es regnet oder schneit aus; es macht Feuer, Staub, die Rotation der Erde, die nähere Umgebung und sogar Auswirkungen der Menschheit auf die Umwelt.

Und wenn es fertig ist, kann es uns zeigen, wie die Erde unter verschiedenen Bedingungen aussieht. In diesem Fall wirbelt das Blau über den Meersalz Ozeane verfolgen; grüner Rauch von Waldbränden ist, weiß ist Sulfatpartikel (emittiert von Vulkanen und der Verbrennung fossiler Brennstoffe) und rot-orange ist Staub verweht.

Planet in einer Flasche

Das letzte Stück ist erstaunlich. In den USA sind wir zu den gesamten Windmuster weht von Westen nach Osten verwendet, aber das ist nicht überall der Fall. Über Nordafrika, bläst der Wind nach Westen, und es kann Staub auf der Oberfläche ab und transportiert es über Tausende von Kilometern über den Atlantik transportieren. Im Sommer des Jahres 2012, blies so viel Saharastaub über Florida es tatsächlich eine Trübung in den Himmel verursacht , die weit entfernte Objekte verdeckt.

Aber achten Sie auf die auch weißen Wirbel. Künstlich hergestellte Emission von einigen Teilchen gleich oder überwiegt Vulkanausbrüche (zum Beispiel Menschen Dump 100 - mal mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre jedes Jahr als Vulkane tun), einschließlich Sulfate aus der Kohleverbrennung . Insgesamt helfen Sulfate, die Erde abzukühlen, sie so Tracking ist wichtig - aber wir wissen auch die Wirkung als Heizung von Treibhausgasen, die nicht so stark ist.

Computermodelle wie das bei Goddard verwendet, um uns zeigen, wie diese Effekte spielen. Wenn es ungewöhnlich heiß über eine Region bekommt, Regen könnte in einem anderen erhöhen. Ein Brand könnte die Transparenz der Luft verändern, Sonnenlicht blockieren, eine Fläche Kühl Tausende von Quadratkilometern. Wolken an einem Ort bilden könnte die Art und Weise frisches Wasser fließt in den Ozean aus Flüssen beeinflussen, da der Salzgehalt zu ändern, und das kann drastisch die Art und Weise Wasser zirkuliert in den Ozeanen zu ändern, was wiederum beeinflusst , wie Wärme vom Äquator zu den übertragen wird Pole (und wie kaltes Wasser fließt von den Polen zum Äquator).

Die Erde ist ein enormes Feedback-Mechanismus, jeder Teil alle anderen zu beeinflussen. Computermodelle wie diese sind ein leistungsfähiges Werkzeug für das Verständnis der Feinheiten, wie diese teuflisch komplexes System verhält. Und es ist Modelle wie diese, die uns zeigen, wie menschliche Aktivität unserer Erde erwärmt.

Die Bilder sind über unglaublich schön, trotz Computersimulationen zu sein. Aber ihre wahre Schönheit liegt in dem, was sie über unseren Planeten enthüllen, auf sie uns unserer Wirkung zu informieren. Diese Modelle arbeiten, weil Mathematik und Naturwissenschaften zu arbeiten. Und sie sagen uns, die Erde wird immer heißer wird, dass die Wettermuster zu ändern, dass unsere arktische Eis mehr schrumpfen wird, und dass der Meeresspiegel steigen.

Die Realität ist, wie es ist, und die Mathematik und Wissenschaft sagen uns diese. Es ist auch höchste Zeit, alle hörten.

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