Hiša in okolje

Podnebni modeli in kako delujejo

Razumevanje podnebja preteklosti, sedanjosti in prihodnosti nam pomaga razumeti, kako zemeljski sistemi naravno delujejo.


Tako lahko s temeljitimi in z dobro dokumentiranimi fizičnimi procesi, ki simulirajo prenos energije in materialov skozi podnebni sisteme spoznamo modele, znane kot splošni krožni modeli ali GCM, ki uporabljajo matematične enačbe za označevanje interakcije energije in snovi v različnih delih sveta, to so oceani, ozračje v kateri je ta država. Izdelava in vodenje podnebnega modela z njihovo uporabo z matematičnimi enačbami, nastavitvami spremenljivk za predstavljanje začetnih pogojev in kasnejših sprememb podnebnih sil ter večkratno reševanje enačb z uporabo zmogljivih superračunalnikov.

Fizikalni procesi v modelu-_1
Fizikalni procesi v modelu-_1

Tako lahko s temeljitimi in z dobro dokumentiranimi fizičnimi procesi, ki simulirajo prenos energije in materialov skozi podnebni sisteme spoznamo modele, znane kot splošni krožni modeli ali GCM, ki uporabljajo matematične enačbe za označevanje interakcije energije in snovi v različnih delih sveta, to so oceani, ozračje v kateri je ta država. Izdelava in vodenje podnebnega modela z njihovo uporabo z matematičnimi enačbami, nastavitvami spremenljivk za predstavljanje začetnih pogojev in kasnejših sprememb podnebnih sil ter večkratno reševanje enačb z uporabo zmogljivih superračunalnikov.

Resolucija podnebnega modela
Podnebni modeli ločujejo zemeljsko površino v tridimenzionalno mrežo celic. Rezultati procesov, modeliranih v vsaki celici, se posredujejo celicam za modeliranje izmenjave snovi in energije čez čas. Velikost mrežnih celic določa ločljivost modela, manjše so celice omrežja, podrobnejši je model. Podrobnejši modeli imajo več mrežnih celic in zato zahtevajo večjo procesno moč.

Ilustracija tridimenzionalne mreže za podnebne modele (Ruddiman, 2000)
Ilustracija tridimenzionalne mreže za podnebne modele (Ruddiman, 2000)

Modeli vsebujejo tudi časovni element, tako imenovani časovni korak. Časovni koraki so lahko določeni v minutah, urah, dneh ali letih. Tako kot pri velikosti celice so mreže razdeljene na krajši čas za korak, bolj podrobno pa so opisani rezultati. Vendar ta višja časovna ločljivost zahteva dodatne računalniške moči.

Podnebni modeli-
Podnebni modeli-

Uporaba podnebni modelov
Ko je ustvarjen podnebni model, ga je mogoče preizkusiti s postopkom, imenovanim "litje". Ta postopek z modelom se vrača iz sedanjosti v preteklost. Rezultate modela nato primerjamo z opaženimi podnebnimi in vremenskimi razmerami, da ugotovijo, kako dobro se ujemajo. S temi testi lahko znanstveniki preverijo natančnost svojih modelov in po potrebi revidirajo svoje enačbe.

Milijarde bi lahko postale lačne zaradi globalnega segrevanja do leta 2100
Milijarde bi lahko postale lačne zaradi globalnega segrevanja do leta 2100

Znanstveniki pri ustvarjanju podnebnih modelov uporabljajo eno od treh običajnih vrst preprostih podnebnih modelov, ki jih delimo na: odeli energijske uravnoteženosti, modeli vmesne zapletenosti in splošni modeli kroženja. Ti modeli uporabljajo številke za poenostavitev kompleksnosti, ki obstajajo, če upoštevamo vse dejavnike, ki vplivajo na podnebje, na primer mešanje z podnebnimi in oceanskimi toki.

Globalni in regionalni podnebni modeli (Euro-Cordex) copy
Globalni in regionalni podnebni modeli (Euro-Cordex) copy

Če podnebni model uspešno deluje na preizkušnjah testiranja, se verjame, da njegovi rezultati simulirajo tudi prihodnje podnebje. Projektno podnebje v prihodnost kaže, da se bo podnebna zaščita spreminjala glede na možni scenarij v prihodnosti. Scenariji so možne zgodbe o tem, kako hitro bo rasla človeška populacija, kako se bodo uporabljala zemljišča, kako se bodo razvijala gospodarstva in kakšni bodo podnebni pogoji (in s tem podnebne spremembe, le tako bi bili ustvarjeni za vsako zgodbo.

Tornado je močan nevihtni veter
Tornado je močan nevihtni veter

Modeli energetske bilance pomagajo napovedati podnebne spremembe kot rezultat zemeljskega energetskega proračuna. Ta model upošteva površinske temperature sončne energije, albeda ali odbojnosti in naravno hlajenje iz zemlje, ki oddaja toploto nazaj v vesolje. Znanstveniki za napovedovanje podnebja uporabljajo enačbo, ki predstavlja količino energije, ki prihaja v primerjavi z izstopanjem, da bi razumeli spremembe v shranjevanju toplote - na primer, ker več CO2, ki absorbira toploto, napolni ozračje. Znanstveniki nato vzamejo to enačbo in jo vtaknejo v modele škatel, ki predstavljajo kvadrat zemlje znotraj tridimenzionalne mreže, da izrazijo podnebje v regiji ali celo čez celino.

Pojasnjen polarni vrtinec-
Pojasnjen polarni vrtinec-

Leta 2013 so se podnebni znanstveniki dogovorili o naboru scenarijev, ki so se osredotočili na ravni toplogrednih plinov v ozračju do leta 2100. Skupno so ti scenariji znani kot reprezentativne koncentracijske poti ali RCP. Vsaka koncentracijska pot RCP navaja količino podnebne sile, izraženo v vatih na kvadratni meter, ki bi nastala zaradi toplogrednih plinov v ozračju leta 2100. Hitrost in usmeritev siljenja sta pot. Tako kot njihovi predhodniki se tudi te vrednosti uporabljajo pri postavljanju podnebnih modelov.
Za razliko od vremenskih napovedi, ki so verjetne, so podnebni modeli veliko bolj točni, saj kažejo območja z večjimi možnostmi, da bodo toplejša ali hladnejša in bolj vlažna ali suha, kot običajno. Podnebni modeli temeljijo na globalnih vzorcih oceana in ozračja.

Ti modeli so v bistvu podaljšek napovedi vremena. Medtem ko vremenski modeli napovedujejo napovedi za določena območja in kratka časovna obdobja, so podnebni modeli širši in analizirajo dolge časovna obdobja. Napovedujejo, kako se bodo povprečne razmere v regiji spremenile v naslednjih desetletjih.

I.K.



Knjiga Ogrevanje


Knjiga »Ogrevanje – vse za ogrevalno tehniko«, ki jo smo jo izdali meseca julija 2013, ne zagotavlja samo znanja o tehniki, zamenjuje tudi številne in že do zdaj uveljavljena mnenja strokovnjakov. Moja želja je , da se s pomočjo kakovostne strokovne knjige, kateri bodo sledile še knjige, kjer bodo opisani sodobni načini o prezračevanju, kakovostni gradnji objektov kot je ničelna energijska hiša ter izvajanje vodovodnih instalacij.

Naročite svoj izvod knjige Ogrevanje