Научници сада могу да прате пут једне капи воде широм света. Вода је направљена од водоника и кисеоника, а неки од ових атома природно постоје у мало тежим облицима који се називају изотопи. Како вода испарава, формира облаке и креће се кроз атмосферу, удео ових изотопа се мења на конзистентан и мерљив начин. Те промене делују као отисак прста, помажући истраживачима да мапирају како вода путује на глобалном нивоу.
Када се ови изотопски подаци комбинују са хидролошким моделима, они постају моћно оруђе. Научници га могу користити да боље разумеју екстремне временске догађаје као што су олује, поплаве и суше, и да побољшају пројекције о томе како климатске промене могу променити будуће временске обрасце.
Побољшање климатских модела помоћу података изотопа
Неки климатски модели већ објашњавају изотопске процесе, али ниједан модел не може савршено да обухвати сложеност Земљиног циклуса воде. У студији коју је објавио Часопис за геофизичка истраживања: Атмосфереистраживачи Института за индустријске науке Универзитета у Токију користили су метод познат као ансамбл, који комбинује више модела у исто време. Њихов ансамбл је окупио осам климатских модела са изотопом и покривао је 45-годишњи период од 1979. до 2023. године.
Сваки модел је вођен истим подацима о ветру и температури површине мора. Ова поставка је омогућила тиму да процени како су појединачни модели управљали физиком циклуса воде и да упореди комбиновани просек ансамбла са посматрањима климе у стварном свету.
Зашто су изотопи воде важни за науку о клими
„Промене у изотопима воде одражавају промене у транспорту влаге, конвергенцији и атмосферској циркулацији великих размера. Иако знамо, на једноставном нивоу, да на изотопе утичу температура, падавине и надморска висина, варијабилност тренутних симулација модела отежава тумачење резултата“, рекао је професор Кеи Јошимура, један од старијих аутора студије. климатски модели са изотопом који учествују у пројекту. „Одушевљени смо што средње вредности нашег ансамбла хватају обрасце изотопа уочене у глобалним падавинама, парама, снегу и сателитским подацима много успешније него било који од појединачних модела.
Везе ка глобалним климатским обрасцима
Гледајући у протеклих 30 година, симулације ансамбла су показале укупан пораст атмосферске водене паре повезан са повећањем глобалних температура. Резултати су такође открили снажне везе са главним међугодишњим климатским обрасцима, укључујући Ел Нино-јужну осцилацију, северноатлантску осцилацију и јужни прстенаст начин. Ови системи великих размера утичу на глобалну доступност воде током више година и утичу на милијарде људи широм света.
„Ансамбли нуде нијансирани приступ моделирању који смањује дивергенцију између појединачних модела. Овај приступ нам омогућава да одвојимо ефекте начина на који сваки модел представља процесе циклуса воде од разлика које произилазе из појединачних структура модела“, рекао је др Хајонг Бонг, бивши студент Института индустријских наука Универзитета у Токију, сада на НАСА Годард институту за свемирске студије.
Први светски оквир за климатско моделирање
Ово истраживање представља први пут да су климатски модели са више изотопа интегрисани у јединствени оквир. Добијени ансамбл је блиско усклађен са посматраним подацима, пружајући поузданију слику о томе како се вода креће кроз глобални климатски систем.
„Важно је да истраживање унапређује нашу способност да тумачимо прошлу климатску варијабилност и пружа чвршћу основу за разумевање и предвиђање како ће глобални циклус воде и време које он обликује реаговати на континуирано глобално загревање“, рекао је професор Јошимура.
