국제 과학자 팀이 바다의 무작위적인 기상 시스템과 지구 기후를 연결하는 직접적인 증거를 처음으로 발견했습니다. 로체스터 대학교 기계공학과 부교수이자 레이저 에너지 연구소의 과학자인 Hussein Aluie가 이끄는 연구팀은 그들의 연구 결과를 Science Advances 저널에 보고했습니다.
Benjamin Storer가 그린 이 그림은 대기에 의해 구동되는 기후 규모의 해류(검은색 선)와 중첩된 해양 기상 시스템(중규모 소용돌이)을 보여줍니다. 이미지는 이러한 해양 기상 시스템이 지구 대기 순환을 반영하는 패턴으로 기후 규모와 상호 작용할 때 어떻게 활성화(빨간색)되거나 약화(파란색)되는지를 보여줍니다. 이미지 출처: 로체스터 대학교/Benjamin Storer
Arue의 난류 및 복합 흐름 연구 그룹의 부연구원이자 수석 저자인 Benjamin Storer는 바다의 기상 패턴은 육지에서 경험하는 것과 유사하지만 시간과 기간 규모가 다르다고 말했습니다. 육지의 기상 패턴은 며칠 동안 지속될 수 있으며 폭은 약 500km에 이릅니다. 반면 소용돌이와 같은 해양 기상 패턴은 3~4주 동안 지속되지만 크기는 육지의 1/5에 불과합니다.
Aroui는 "과학자들은 바다의 이러한 편재하고 무작위적인 움직임이 기후 규모와 통신한다고 오랫동안 추측해 왔지만 이 복잡한 시스템을 분리하여 상호 작용을 측정하는 방법이 불분명했기 때문에 이를 모호하게 했습니다"라고 말했습니다. "우리는 정확히 그것을 수행하는 프레임워크를 개발했습니다. 우리가 발견한 것은 대기 조절이 필요하기 때문에 사람들이 기대했던 것과 다릅니다."
팀의 목표는 바다의 다양한 채널을 통해 지구 전체에 에너지가 어떻게 전달되는지 이해하는 것입니다. 그들은 2019년 Arui가 개발한 수학적 방법을 사용했으며, Storr와 Aroui는 이후 이를 고급 코드로 구현하여 지구 둘레에서 10km까지 다양한 에너지 전달 모드를 연구할 수 있었습니다. 그런 다음 이러한 기술을 고급 기후 모델 및 위성 관측에서 얻은 해양 데이터 세트에 적용했습니다.
연구에 따르면 해양 기상 시스템은 지구 대기 순환을 반영하는 패턴으로 기후 규모와 상호 작용할 때 자극을 받거나 약화됩니다. 연구원들은 또한 적도 부근의 열대 수렴대(Intertropical Convergence Zone)라고 불리는 대기 지역이 전 세계 강수량의 30%를 생성하여 막대한 에너지 이동을 일으키고 해양 난류를 일으킨다는 사실도 발견했습니다.
여러 규모에서 발생하는 복잡한 유체 운동을 연구하는 것은 쉬운 일이 아니지만 Stoll과 Arui는 날씨를 기후 변화와 연결하려는 이전 시도에 비해 이점을 제공한다고 말했습니다. 그들은 팀의 작업이 기후 시스템을 더 잘 이해할 수 있는 유망한 틀을 제공한다고 믿습니다.
Aroui는 "지구 온난화와 기후 변화가 기상 이변에 어떤 영향을 미치는지에 대해 많은 관심이 있습니다"라고 말했습니다. "일반적으로 이러한 연구 노력은 통계 분석을 기반으로 하며 불확실성에 대한 확신을 갖기 위해 많은 양의 데이터가 필요합니다. 우리는 이러한 요구 사항 중 일부를 완화하고 원인과 결과를 보다 쉽게 이해할 수 있도록 하는 기계적 분석을 기반으로 하는 다른 접근 방식을 취하고 있습니다."
/scitechdaily에서 편집됨