Fysiikan Nobel ilmastotutkimuksesta

Fysiikan Nobel ilmastotutkimuksesta

Vuoden 2021 fysiikan Nobel -palkinnon saivat Syukuro Manabe, Klaus Hasselmann ja Giorgio Parisi heidän panoksestaan ​​siihen, miten ymmärrämme monimutkaisia ​​fyysisiä järjestelmiä, kuten maapallon ilmastoa ja ilmastonmuutoksessa tapahtuvia ilmiöitä. Manabe ja Hasselmann jakavat puolet palkinnosta, ja Parisi sai toisen puolen.

Lähteet: Nature & Popular Science

https://www.nature.com/articles/d41586-021-02703-3

https://www.popsci.com/science/nobel-prize-physics-2021/

Syincuro Manabe, meteorologi ja ilmastotieteilijä Princetonin yliopistosta osoitti, kuinka korkeammat hiilidioksidipitoisuudet ilmakehässämme lisäävät maapallon lämpötiloja. Vuonna 1960 hän johti fyysisiä ilmastomalleja ja oli ensimmäisiä ihmisiä, joka tutki säteilytasapainon (planeetalta vastaan ​​tuleva säteily) ja ilmamassojen pystysuuntaisen liikkeen välistä vuorovaikutusta ilmakehässä. Yksinkertaistetun mallin parissa Manabe havaitsi, että hiilidioksiditasot nostivat maapallon pintalämpötilaa yli 2°C, kun taas hapella ja typellä ei käytännössä ollut siihen mitään vaikutusta.

Tämä malli vahvisti, että hiilidioksidi, toisin kuin auringon säteily, aiheutti tämän pintalämpötilan nousun – lämpötilat lähellä maata nousivat samalla kun ilmakehän lämpötilat laskivat. Jos tämä muutos johtuisi auringon säteilystä, koko ilmakehän tulisi lämmetä samanaikaisesti. Tästä näkemyksestä Manabe siirtyi uraauurtavaan kolmiulotteiseen malliin, jonka hän julkaisi vuonna 1975.

Kun Manabe keskittyi ilmakehän hiilidioksidiin, Max Planckin meteorologian instituutin professori Hasselmann kiinnitti katseensa ilmastoon ja säähän. Sää vaihtelee villisti joka päivä, kun taas ilmasto on sääolosuhteiden keskiarvo. Koska sää vaihtelee niin nopeasti, sitä on vaikea laskea. Noin kymmenen vuotta Manaben jälkeen Hasselmann loi stokastisen säämallin, joka tarkoittaa mallia, joka ottaa huomioon sattuman. Mutta hän meni askeleen pidemmälle – hän kehitti myös menetelmiä ihmisten vaikutusten huomioimiseksi ilmastossa. Nämä menetelmät ovat antaneet tutkijoille mahdollisuuden yhdistää ilmasto, sää ja ihmisen toiminta monimutkaisiin ilmastomalleihin.

Noin vuonna 1980 Rooman Sapienza -yliopiston teoreettinen fyysikko Giorgio Parisi esitti periaatteen, joka perustuu ilmaston kaltaisiin järjestelmiin. Parisi tutki tietyn tyyppisen aineen, nimeltään ”spin glass” luonnetta. Spin glass on seos, komposiittimetalli, joka koostuu kahdesta tai useammasta metalliosasta. Esimerkiksi yksi spin glass -tyyppi on rauta -atomeja, jotka on sattumanvaraisesti sekoitettu kupariatomiverkkoon. Nämä muutamat rauta -atomit muuttavat materiaalin yleisiä magneettisia ominaisuuksia. Jokainen atomi käyttäytyy kuin magneetti tai spin, ja yleensä kaikki spinit osoittavat samaan suuntaan. 

Mutta spin glass spin on geometrisesti turhautunut, mikä tarkoittaa, että jotkut spin -parit haluavat osoittaa yhteen suuntaan, kun taas toiset parit haluavat osoittaa vastakkaiseen suuntaan.

Nobelin komitea korosti, että tämän vuoden palkinto ei ainoastaan ​​tunnusta valtavia tieteellisiä panoksia, vaan myös kehottaa maailman johtajia ryhtymään nopeasti toimiin estääkseen ilmastonmuutoksen lisävaikutukset. ”Meidän on toimittava nyt erittäin nopeasti”, Parisi kommentoi lehdistötilaisuudessa.

Nobel -palkinnot jaetaan vuosittain lokakuussa useissa eri kategorioissa; tärkeimmät tieteessä ovat lääketiede ja fysiologia, fysiikka ja kemia.

Viime vuoden fysiikan palkinto myönnettiin Roger Penroselle hänen havainnostaan, että mustan aukon muodostuminen on vankka ennuste yleisestä suhteellisuusteoriasta, ja Reinhard Genzelille ja Andrea Ghezille supermassiivisen kompaktin objektin löytämisestä galaksimme keskellä.

Täytyy todeta, että tässä ajassa fysiikan Nobel myönnettiin juuri oikeille henkilöille..!

+7
HannuSinivirta
Sitoutumaton Helsinki

(el. vanh. tut. / FMI)

Ilmoita asiaton viesti

Kiitos!

Ilmoitus asiattomasta sisällöstä on vastaanotettu