برای درک کامل پیچیدگیهای عملکرد سیارهمان، تیمی از دانشمندان آلمانی شگفتانگیزی ساختهاند: دوقلوی دیجیتال فوقجزئیسازیشدهای از زمین. این شبیهسازی پیشگام میتواند روش مطالعهٔ دانشمندان دربارهٔ تغییرات اقلیمی در حال تحول سیاره را دگرگون سازد.
در طول دههها، دانشمندان برای بازسازی گذشتهٔ زمین و پیشبینی آیندهٔ آن به مدلهای کامپیوتری تکیه داشتهاند. با بهکارگیری مقادیر عظیمی از دادههای جوی و محیطی، آنها رفتار الگوهای هواشناسی و سیستمهای اقلیمی را در طول زمان شبیهسازی میکنند. اما اکنون مؤسسهٔ ماکس پلانک برای هواشناسی در آلمان این فناوری را به سطحی نوین برده و مدلی نسل آیندهٔ زمین با وضوح تنها ۱٫۲۵ کیلومتر ایجاد کرده است.
این زمین مجازی از ۶۷۲ میلیون سلول تشکیل شده است — ۳۳۶ میلیون سلول که سطوح زمین و اقیانوس را نشان میدهند و ۳۳۶ میلیون سلول دیگر که جو را مدلسازی میکنند. هر سلول برای شبیهسازی دو فرایند کلیدی طراحی شده است:
• سیستم “سریع” شامل هواشناسی — آب، باد و انرژی. با بهکارگیری مدل پیشرفتهٔ ICON (ICOsahedral Nonhydrostatic)، پژوهشگران اکنون میتوانند رویدادهای آب و هوایی بسیار محلی را با جزئیات بیسابقه ضبط کنند.
• سیستم “آهسته” نمایانگر علم اقلیمشناسی — شامل چرخهٔ کربن، تکامل بایوسفر و شیمی اقیانوسی.
با ترکیب نتایج این سیستمهای سریع و آهسته، شبیهسازی جدید به وضوحی ۴۰ برابر دقیقتر از هر مدل قبلی دست مییابد — گامی عظیم به جلو در علم اقلیم.
تصویری واضحتر از آیندهٔ اقلیم اروپا
چرا این مهم است؟ چون همه چیز بر روی زمین به یکدیگر مرتبط است — زمین، اقیانوسها، جو و تمام سیستمهای زیستی. وقتی یک جزء تغییر میکند، اثرات زنجیرهای در سراسر سیاره ایجاد میشود، از اکوسیستمهای محلی تا الگوهای آب و هوایی جهانی. زمین، به طرق مختلف، یک سیستم زندهٔ واحد است و ما هنوز در حال کشف شبکهٔ پیچیدهٔ تعاملات آن هستیم.
شبیهسازی جدید به پژوهشگران امکان میدهد تا تحولات اقلیمی آینده را با دقت بیسابقه پیشبینی کنند — از ذوب یخها و افزایش سطح دریا تا تغییرات حرارت و بارش در مقیاس منطقهای. همچنین میتواند به حل یکی از بزرگترین معماهای اقلیمی اروپا کمک کند: رفتار AMOC، جریان عظیم اقیانوس اطلس که آبهای گرم گرمسیری را به سمت شمال میبرد و به اروپا اقلیم معتدل میبخشد.
🌊 امروز در @Nature: آیا AMOC در آستانهٔ فروپاشی است؟
قبل از سال ۲۱۰۰ محتمل نیست — اما ریسکها واقعاً موجودند 🚨
ما پی بردیم که بادهای اقیانوس جنوبی این «موتور حرارتی» حیاتی اقیانوس را حتی تحت شرایط شدید #climatechange فعال نگه میدارند. اما اقیانوس آرام سورپرایزی دارد…
بیایید بررسی کنیم 🧵👇 pic.twitter.com/Yp0aYg8qHa
— Jon Baker (@jonbaker_ocean) ۲۶ فوریهٔ ۲۰۲۵
در این مرحله، دوقلوی دیجیتال برای پیشبینیهای روزانهٔ آب و هوا طراحی نشده است، بلکه برای برآوردهای اقلیمی بلندمدت به کار میرود. با این حال، اینکه هم فرآیندهای سریع و هم فرآیندهای آهستهٔ سیاره را مدلسازی میکند، نگاهی جذاب به آیندهٔ هواشناسی فراهم میکند — جایی که پیشبینیهای بلندمدت شاید روزی بهاندازه پیشبینیهای کوتاهمدت قابل اعتماد شوند.
دیدگاهتان را بنویسید