از روزنامه نگاری غیرانتفاعی حمایت کنید.
کارهای Syukuro Manabe و Klaus Hasselmann پایه و اساس شبیه سازی هایی را ایجاد کردند که پیچیدگی عظیم آب و هوا و دیگر سیستم های زمینی مانند جریانات سطح اقیانوس را نشان می دهد ، که در این تجسم نشان داده شده است.
مرکز پرواز فضایی گودارد استودیو تجسم علمی/ناسا
نویسنده: امیلی کانور
20 ساعت پیش
آب و هوای زمین یک سیستم بسیار پیچیده در مقیاس بزرگ است. در سطح میکروسکوپی ، فیزیک پیچیده اتمها و مولکولهای موجود در مواد نیز همینطور است. جایزه نوبل فیزیک 2021 کار سه دانشمند را با هم ترکیب می کند که چنین سیستم های پیچیده فیزیکی را با استفاده از ابزارهای اساسی فیزیک روشن کرده اند.
آکادمی سلطنتی علوم سوئد در اکتبر اعلام کرد نیمی از جایزه به دانشمندان آب و هوا ، Syukuro Manabe از دانشگاه پرینستون و کلاوس هاسلمان از موسسه هواشناسی مکس پلانک در هامبورگ ، آلمان تعلق می گیرد. 5. نیمی دیگر از جایزه 10 میلیون کرون سوئدی (بیش از 1.1 میلیون دلار) به فیزیکدان جورجیو پاریسی از دانشگاه ساپینزا رم تعلق می گیرد که بر درک نوسانات ناشی از ناهنجاری در مواد نامنظم کار کرده است.
هر سه محقق از استراتژی مشابهی برای جداسازی قطعه ای خاص از یک سیستم پیچیده در یک مدل استفاده کردند ، نمایشی ریاضی از چیزی که در طبیعت یافت می شود. براد مارستون ، فیزیکدان از دانشگاه براون می گوید ، با مطالعه آن مدل و سپس ادغام این درک در توصیف های پیچیده تر ، محققان در درک سیستم های گیج کننده پیشرفت کردند. "ساختن یک مدل به اندازه کافی غنی است که نتایج جالب و شاید شگفت انگیز را به شما ارائه می دهد ، اما آنقدر ساده است که می توانید به درک آن امیدوار باشید."
سرفصل ها و خلاصه جدیدترین مقالات اخبار علم ، به صندوق ورودی شما تحویل داده می شود
با تشکر از شما برای ثبت نام!
مشکلی در ثبت نام شما وجود داشت.
گوران هانسون ، دبیرکل آکادمی علوم سلطنتی سوئد ، هنگام اعلام برندگان این جایزه ، گفت: این جایزه ، که معمولاً یک امر غیرسیاسی است ، به رهبران جهان پیام می دهد: "مفهوم گرم شدن زمین بر علم جامد استوار است." به انتشار گازهای گلخانه ای از جمله دی اکسید کربن توسط انسان ، دمای متوسط زمین را از زمان قبل از صنعت بیش از 1 درجه سانتیگراد افزایش داده است. این گرمایش بر همه مناطق روی زمین تأثیر می گذارد و حوادث شدید جوی مانند موج گرما ، آتش سوزی و خشکسالی را تشدید می کند ( SN: 8/9/21 ).
جان وتلافر از دانشگاه ییل ، عضو کمیته نوبل فیزیک ، گفت که کار مانابه پایه و اساس مدل سازی آب و هوا را ایجاد کرد. وتلافر در مصاحبه ای پس از اعلام جایزه توضیح داد: "او واقعاً مدلهایی را که همه مدلهای آب و هوایی آینده از آنها ساخته شده بودند ، ساخت." "این داربست برای بهبود پیش بینی آب و هوا ضروری است."
مانابه مطالعه کرد که چگونه افزایش سطح دی اکسید کربن باعث تغییر دما در زمین می شود. یک مدل ساده آب و هوایی از کاغذ 1967 که توسط Manabe تهیه شده بود ، یک ستون واحد از اتمسفر را شبیه سازی کرد که در آن توده های هوا هنگام گرم و سرد شدن بالا و پایین می روند ، که نشان داد دو برابر شدن میزان دی اکسید کربن در جو ، درجه حرارت را بیش از 2 درجه افزایش می دهد. ج) این تفاهم را می توان در مدلهای پیچیده تری که کل اتمسفر را شبیه سازی کرده اند و یا اثرات اقیانوس ها را شامل می شود ، به عنوان مثال ( SN: 5/30/70 ) ادغام کرد.
مانابه در یک کنفرانس خبری در پرینستون گفت: "من هرگز تصور نمی کردم که این موضوعی که من شروع به مطالعه می کنم چنین پیامدهای عظیمی داشته باشد." "من فقط به خاطر کنجکاوی خود این کار را انجام می دادم."
هسلمان تکامل آب و هوای زمین را با در نظر گرفتن تنوع مقیاس زمانی که فرایندهای مختلف انجام می دهند ، مورد مطالعه قرار داد. تصادفی بودن آب و هوای روزانه برخلاف تغییرات فصلی و فرایندهای بسیار کندتر مانند گرم شدن تدریجی اقیانوس های زمین است. کار Hassleman کمک کرد تا نشان داده شود که چگونه می توان از jitter کوتاه مدت برای درک تغییرات طولانی مدت آب و هوا در مدل ها استفاده کرد.
مایکل مولونی ، مدیرعامل موسسه فیزیک آمریکا در کالج پارک ، می گوید: این جایزه تأییدی بر درک دانشمندان از آب و هوا است. "مدل های آب و هوایی که ما برای درک تاثیر بحران آب و هوا به آن وابسته هستیم جهانی است علم کلاس با همه اکتشافات بزرگ دیگر که [توسط] جوایز نوبل سالهای گذشته به رسمیت شناخته شده است. "
مانند الگوهای آب و هوایی روی زمین ، دنیای داخلی اتم ها در داخل مواد می تواند پیچیده و بی نظم باشد. هدف پاریسی درک فرآیندهای درون سیستمهای نامنظم مانند نوعی از مواد به نام شیشه چرخان ( SN: 10/18/02 ) بود. در عینک های چرخان ، اتم ها به دلیل خاصیت کوانتومی به نام اسپین مانند آهن ربا کوچک رفتار می کنند. اما اتم ها نمی توانند در مورد جهت مغناطیس خود جهت گیری کنند و در نتیجه آرایش نامنظم ایجاد می شود.
این شبیه به انواع شیشه های آشنا تر است – موادی که در آنها اتم ها به ترتیب منظمی نمی رسند. پاریسی یک توصیف ریاضی برای چنین عینک چرخشی ارائه کرد. آثار او همچنین به موضوعات مختلف پیچیده دیگری نیز می پردازد ، از تلاطم گرفته تا الگوهای دسته ای که حرکات حیوانات مانند ستارگان را توصیف می کند ( SN: 7/31/14 ).
اگرچه کارهای او مستقیماً بر آب و هوا متمرکز نیست ، پاریسی در مصاحبه ای در حین اعلام نوبل ، در مورد نیمی از جایزه اظهار داشت: "واضح است که برای نسل آینده ما باید در حال حاضر بسیار سریع عمل کنیم."
کارولین گراملینگ به گزارش این داستان کمک کرد.
سوال یا نظری در مورد این مقاله دارید؟ به ما ایمیل بزنید در feedback@sciencenews.org
Nobelprize.org. جایزه نوبل در فیزیک 2021 . منتشر شده به صورت آنلاین 5 اکتبر 2021.
امیلی کانور نویسنده فیزیک دارای مدرک دکتری است. در رشته فیزیک از دانشگاه شیکاگو او دو بار برنده جایزه Newsbrief انجمن نویسندگان علوم DC شد.
Science News در سال 1921 به عنوان یک منبع مستقل و غیرانتفاعی از اطلاعات دقیق در مورد آخرین اخبار علم ، پزشکی و فناوری تأسیس شد. امروز ، مأموریت ما یکسان است: توانمندسازی افراد برای ارزیابی اخبار و جهان پیرامون آنها. این توسط انجمن علوم ، یک سازمان غیر انتفاعی 501 (ج) (3) منتشر شده است که به مشارکت عمومی در تحقیقات و آموزش علمی اختصاص داده شده است.
© انجمن علوم و عموم 2000-2021. همه حقوق محفوظ است.

source