Apa siklus energi planet lain dapat memberitahu kita tentang perubahan iklim di Bumi

Anonim

Para ilmuwan terkadang memikirkan atmosfer planet sebagai mesin. Energi potensial, dipasok oleh panas dari bintang induk, diubah menjadi energi kinetik, menghasilkan angin yang berputar-putar di sekitar planet dan menggerakkan badai.

Mesin panas di Bumi ini menjadi lebih efisien karena perubahan iklim, dan efisiensi yang lebih besar belum tentu positif dalam konteks ini. Itu bisa berarti siklon, badai, dan badai yang lebih berbahaya di Bumi, menurut tim ilmuwan planet yang menerapkan pemahaman mereka tentang siklus energi planet lain ke pola iklim Bumi yang terganggu di bawah perubahan iklim yang disebabkan manusia.

"Kami menemukan efisiensi mengubah energi potensial menjadi energi kinetik yang meningkat selama 35 tahun terakhir sehingga ada lebih banyak energi kinetik yang tersedia untuk mengembangkan lebih banyak badai, " kata Liming Li, seorang ilmuwan planet di University of Houston.

LI dan rekan-rekannya baru-baru ini mempublikasikan penelitian mereka di jurnal Nature Communications.

Para ilmuwan iklim telah memperingatkan bahwa badai yang merusak akan menjadi ancaman yang lebih besar ketika planet menghangat. Studi baru menunjukkan bahwa siklus energi atmosfer bisa menjadi salah satu cara untuk "mendiagnosis" dan memahami aktivitas badai itu, kata Li.

Li dan rekan-rekannya telah menganalisis data dari misi Cassini NASA ke sistem Saturnus dan misi Juno ke Jupiter untuk mempelajari atmosfer dunia lain di Tata Surya. Li telah menjadi ilmuwan yang berpartisipasi di sejumlah instrumen Cassini dan Juno. Timnya menemukan bahwa bulan terbesar Saturnus, Titan, memiliki anggaran energi yang seimbang (seperti Bumi), dan tim menyelidiki bagaimana badai raksasa di Saturnus, puluhan ribu kilometer, mengubah bagaimana planet menyerap tenaga surya.

Li mengira penelitiannya tentang energi planet untuk planet luar bisa juga relevan untuk Bumi.

"Saya ingin menerapkan gagasan-gagasan energi planet ini ke planet asal kita —Earth — untuk memeriksa apakah siklus energi dapat membantu kita lebih memahami perubahan iklim yang sedang berlangsung, " kata Li.

Pada tahun 1955, ilmuwan MIT Edward Lorenz — yang memberi kita teori chaos dan "efek kupu-kupu" —datang dengan rumus yang rumit untuk menjelaskan bagaimana energi potensial diubah menjadi energi kinetik di atmosfer. Siklus energi yang disebut Lorenz dikenal untuk mempengaruhi iklim dan cuaca. Studi-studi terdahulu yang mengamati variasi-variasi dalam siklus tersebut mencakup periode waktu yang singkat, hanya sampai 10 tahun, tidak cukup lama untuk menghubungkan pengamatan-pengamatan tersebut dengan perubahan-perubahan terbaru yang didokumentasikan dengan baik dalam iklim, seperti pemanasan global.

"Studi kami adalah yang pertama untuk memeriksa (siklus energi) variasi temporal jangka panjang, yang terutama didasarkan pada pengamatan satelit modern, " kata Li.

Untuk menghitung energi potensial dan kinetik, Li dan rekan-rekannya melihat data pada bidang angin dan suhu yang dikumpulkan oleh observatorium dan satelit berbasis darat antara 1979 dan 2013. Para peneliti menemukan bahwa total energi mekanik atmosfer global pada dasarnya sama dari waktu ke waktu., tetapi energi kinetik terkait dengan badai tampaknya meningkat.

"Tren peningkatan jangka panjang entah bagaimana mengejutkan, " kata Li.

Li menjelaskan bahwa salah satu cara untuk mengukur efisiensi mesin panas adalah dengan melihat rasio antara energi yang masuk dan energi yang hilang. Studi ini juga menemukan peningkatan disipasi energi dari waktu ke waktu, menyiratkan bahwa mesin atmosfer kami bekerja dengan efisiensi yang lebih besar.

Penelitian baru ini mungkin tidak akan secara langsung mempengaruhi prediksi perubahan iklim di luar perkiraan yang lebih umum dari lebih banyak badai di masa depan, kata Li. Studi ini, bagaimanapun, mengidentifikasi beberapa hotspot di mana tren positif dalam energi badai tampaknya sangat kuat. Sebagian besar dari titik api itu berada di belahan bumi selatan, terutama jalur badai di sekitar Antartika. Tetapi peningkatan energi badai juga ditemukan di Samudera Pasifik tengah, di mana para ilmuwan telah mendokumentasikan intensifikasi siklon tropis.

Satu kelompok ilmuwan telah menghitung anggaran energi Lorenz untuk Mars, dan dengan pengamatan yang lebih baik dari planet lain, Li mengatakan akan mungkin untuk melakukan studi perbandingan atmosfer planet.

Studi semacam itu akan memberi kita "perspektif luas" untuk memahami sistem atmosfer dan iklim, kata Li.

"Secara khusus, evolusi iklim masa lalu di Mars, di mana Mars berubah dari planet yang hangat dan basah ke dunia dingin dan kering saat ini, akan membantu kita lebih memahami dan memprediksi perubahan iklim di planet rumah kita, " tambah Li.

menu
menu