دانشمندان ام.آی.تی موفق شدند چگونگی انتشار گرمای سطح زمین در فضا را مدلسازی کنند.
همانگونه که فر آشپزخانه، گرما را به محیط اطراف خود منتقل میکند، زمین هم گرمای سطح خود را به فضا انتقال میدهد. دانشمندان از سال ۱۹۵۰، یک رابطه مستقیم و طولی میان دمای سطح زمین و گرمای خروجی آن کشف کردهاند.
زمین، یک سامانه فوقالعاده آشفته است که بخشهای پیچیده آن، بر فرآیند انتقال گرما مؤثر هستند. توضیح دادن دلیل رابطه میان دمای سطح زمین و گرمای خروجی، برای دانشمندان دشوار است. شاید یافتن یک توضیح بتواند به دانشمندان اقلیمشناسی در مدلسازی اثرات تغییرات اقلیمی کمک کند.
دانشمندان دانشگاه ام.آی.تی (MIT)، با پیشبینی زمان از بین رفتن این رابطه طولی پاسخی برای این سوال ارائه دادهاند. آنها دریافتند که زمین، گرمای سطح خود را علاوه بر جو، در فضا منتشر میکند. با افزایش گرما و دیاکسید کربن، هوا، بخارآب بیشتری را نگه میدارد و گرمای بیشتری در جو محبوس میشود. این تقویت اثر گلخانهای زمین، به عنوان بازخورد بخارآب شناخته میشود. پژوهشگران دریافتند که بازخورد بخارآب، برای حذف مرحله انتشار گرما در فضا کافی است.
تغییر کلی در گرمای منتشرشده از زمین، تنها به سطح آن بستگی دارد. انتشار گرما از سطح زمین به فضا، یک عملکرد ساده دماست که به این رابطه طولی منجر میشود.
دانشمندان در بررسی خود، مدلی از زمین و چگونگی انتشار گرما در فضا ابداع کردند و یک کد رادیویی ارائه دادند. در مدل دانشگاه ام.آی.تی، زمین مانند یک ستون عمودی شبیهسازیشده که از میان جو عبور میکند و نهایتاً به فضا میرسد. در این مدل، دمای سطح در ستون قرار میگیرد و کد، میزان انتشار منتقلشده به فضا را محاسبه میکند.
پس از این مرحله، دانشمندان، دما را افزایش و کاهش دادند تا چگونگی تأثیر دماهای متفاوت را بر گرمای خروجی بررسی کنند. آنها هنگام طرحریزی دادهها، یک خط مستقیم کشف کردند که نشاندهنده رابطه طولی میان دمای سطح و گرمای خروجی بود.
دانشمندان برای این بررسی، عوامل گوناگون مؤثر بر دما ازجمله همرفتی، رطوبت و بخارآب را بررسی کردند و برای مطالعه تأثیرشان بر گرمای خروجی زمین، آنها را افزایش و کاهش دادند.
به گفته دانشمندان، ممکن است این اثر گلخانهای، دلیل ارتباط مستقیم گرمای منتشرشده در فضا با دمای سطح زمین باشد.
یافتههای این پژوهش، در مجله the National Academy of Sciences به چاپ رسید.