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    Ce que les cycles énergétiques d'autres planètes peuvent nous dire sur le changement climatique sur Terre

    La dissipation de l'énergie cinétique totale, qui indique l'efficacité de l'atmosphère globale en tant que moteur thermique, était à la hausse entre 1979 et 2013. Crédit :NASA; Université de Houston

    Les scientifiques considèrent parfois l'atmosphère d'une planète comme un moteur. Énergie potentielle, fourni par la chaleur d'une étoile mère, est converti en énergie cinétique, produisant des vents qui tourbillonnent autour de la planète et provoquent des tempêtes.

    Ce moteur thermique sur Terre est devenu plus efficace à cause du changement climatique, et une plus grande efficacité n'est pas nécessairement positive dans ce contexte. Cela pourrait signifier des cyclones plus dangereux, ouragans et tempêtes sur Terre, selon une équipe de scientifiques planétaires qui appliquent leur compréhension des cycles énergétiques d'autres planètes aux modèles climatiques perturbés de la Terre sous le changement climatique induit par l'homme.

    "Nous avons constaté que l'efficacité de la conversion de l'énergie potentielle en énergie cinétique a augmenté au cours des 35 dernières années, de sorte qu'il y a plus d'énergie cinétique disponible pour développer plus de tempêtes, " dit Liming Li, un scientifique planétaire à l'Université de Houston.

    LI et ses collègues ont récemment publié leurs recherches dans la revue Communication Nature .

    Les climatologues ont averti que les tempêtes destructrices seraient une menace plus grande à mesure que la planète se réchaufferait. La nouvelle étude montre que le cycle énergétique de l'atmosphère pourrait être un moyen de « diagnostiquer » et de comprendre que l'activité des tempêtes, dit Li.

    Li et ses collègues ont analysé les données de la mission Cassini de la NASA vers le système saturnien et de la mission Juno vers Jupiter pour étudier les atmosphères d'autres mondes du système solaire. Li a été un scientifique participant sur un certain nombre d'instruments de Cassini et Juno. Son équipe a découvert que la plus grosse lune de Saturne, Titan, a un bilan énergétique équilibré (tout comme la Terre), et l'équipe a étudié comment une tempête géante sur Saturne, des dizaines de milliers de kilomètres de large, changé la façon dont la planète a absorbé l'énergie solaire.

    Li pensait que ses recherches sur l'énergie planétaire pour les planètes extérieures pourraient être pertinentes pour la Terre, trop.

    "Je voulais appliquer ces idées d'énergie planétaire à notre planète d'origine, la Terre, pour examiner si le cycle de l'énergie peut nous aider à mieux comprendre le changement climatique en cours, " dit Li.

    Évaporation, convection, les précipitations et les vents peuvent égaliser les déséquilibres thermiques dans l'atmosphère. Ici, Les nuages ​​cumulés transportent l'énergie solaire loin de la surface de la Terre au-dessus de l'Amérique du Sud. Crédit :Astronaute Photo-graph ISS006-E-19436

    En 1955, le scientifique du MIT Edward Lorenz, qui nous a donné la théorie du chaos et « l'effet papillon », a proposé une formule complexe pour expliquer comment l'énergie potentielle est convertie en énergie cinétique dans l'atmosphère. Le cycle énergétique dit de Lorenz est connu pour influencer le climat et la météo. Les études antérieures portant sur les variations du cycle couvraient de courtes périodes de temps, jusqu'à 10 ans seulement, pas assez longtemps pour relier ces observations à des changements climatiques récents bien documentés, comme le réchauffement climatique.

    "Notre étude est la première à vérifier les variations temporelles à long terme [du cycle de l'énergie], qui est principalement basé sur les observations satellitaires modernes, " dit Li.

    Pour calculer les énergies potentielles et cinétiques, Li et ses collègues ont examiné les données sur les champs de vent et de température recueillies par des observatoires au sol et des satellites entre 1979 et 2013. Les chercheurs ont découvert que l'énergie mécanique totale de l'atmosphère globale était fondamentalement la même au fil du temps, mais l'énergie cinétique liée aux orages semble être à la hausse.

    "La tendance à la hausse à long terme est en quelque sorte une surprise, " dit Li.

    Li a expliqué qu'une façon de mesurer l'efficacité d'un moteur thermique consiste à examiner le rapport entre l'énergie entrante et l'énergie dissipée. L'étude a également révélé une augmentation de la dissipation d'énergie au fil du temps, ce qui implique que notre moteur atmosphérique fonctionne avec une plus grande efficacité.

    Cette nouvelle recherche n'affectera probablement pas directement les prévisions de changement climatique au-delà de la prévision plus générale d'autres tempêtes à l'avenir, dit Li. L'étude a fait, cependant, identifier quelques points chauds où la tendance positive des énergies de tempête semble être particulièrement forte. La plupart de ces points chauds se trouvaient dans l'hémisphère sud, notamment la trajectoire des tempêtes autour de l'Antarctique. Mais des énergies de tempête accrues ont également été trouvées au-dessus de l'océan Pacifique central, où les scientifiques ont déjà documenté une intensification des cyclones tropicaux.

    Un groupe de scientifiques a déjà calculé le bilan énergétique de Lorenz pour Mars, et avec de meilleures observations d'autres planètes, Li a déclaré qu'il serait possible de faire des études comparatives des atmosphères planétaires.

    De telles études nous fourniraient une « large perspective » pour comprendre les systèmes atmosphériques et climatiques, dit Li.

    "En particulier, l'évolution du climat passé sur Mars, dans lequel Mars est passé d'une planète chaude et humide au monde froid et sec actuel, nous aidera à mieux comprendre et prévoir le changement climatique sur notre planète natale, " ajouta Li.

    Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation du magazine Astrobiology de la NASA. Explorez la Terre et au-delà sur www.astrobio.net .




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