طرح الگو هایی برای حل مشکلات تغییرات آب و هوایی
تغییرات آب و هوایی یکی از سخت‌ترین و ترسناک‌ترین چالش‌های پیش روی زمین و انسان می‌باشد. به همین دلیل دانشمندان سراسر دنیا در تلاش هستند تا در مورد مقیاس مشکل و راه‌‌حل‌های احتمالی شفاف‌سازی بیشتر به عمل آورند.
سیستم آب و هوایی سیستمی پویا بوده و مدل‌سازی‌هایی با حالت نوسانی برای شبیه‌سازی آن در بین دانشمندان بسیار معمول است. سؤال اصلی محققان چگونگی اثر تغییر ترکیبات جَوی بر روی این رفتار پیچیده و نامنظم می‌باشد. در مراسم American Physical Society March Meeting محققان از سراسر جهان گرد هم آمده تا اطلاعات خود راجع به رمزگشایی از سیستم آب و هوا و رویکرد‌های جدید برای نمونه‌سازی در این زمینه را در اختیار یکدیگر قرار دهند. در ادامه گفت و گوهایی کوتاه راجع به موضوعات و طرح‌های بعضی از متخصصان حاضر در این مراسم را گرد هم آورده‌ایم.
فیزیک‌دان و استاد برجسته این پژوهش -Micheal Ghil- چارچوبی جدید برای مطالعه این سیستم، آن هم در زمانی که در معرض فعالیت‌های انسانی قرار می‌گیرد و چگونگی تغییر این اثرات، ارائه خواهد داد. او می‌گوید: “این چارچوب ویژگی‌های کلیدی مشخصی دارد؛ برای مثال در هنگام مطالعه سیستم حالت‌های خاصی وجود دارند که با گذشت زمان تغییری نمی‌کنند یا این‌که تغییرات دوره‌ای آن‌ها با الگوهای نسبتاً ساده‌ای دگرگون می‌شود. البته ویژگی‌های پیچیده‌تری نیز مانند “پروانه” از مدل انتقال لورنز نیز در آن جای دارند.”
وی افزود: “این کار راهی برای درک بهتر الگوهای تغییر آب و هوا در دو قرن گذشته، از زمان انقلاب صنعتی ایجاد کرده و همچنین قدرت پیش‌بینی قوی‌تری رفتارهای آینده و اثرات انسانی بر روی اینگونه تغییرات را فراهم می‌کند.”
دانشمند هواشناس و پروفسور علوم مهندسی محیط زیست -Tapio Schneider- مدلی جدید ارائه می‌دهد که استفاده‌ی مؤثرتری از داده‌ها با استفاده از الگوهای فیزیکی، زیستی و شیمیایی ممکن می‌سازد. او می‌گوید: “استفاده از این مدل به ما این امکان را می‌دهد که عدم قطعیت در پیش‌بینی را، که برای برنامه‌ریزی بسیار مهم است تعیین کنیم. برای مثال شهرهایی که زیرساخت‌های آب و فاضلابی خود را به گونه‌ای تعیین می‌کنند تا در برابر سیل‌های احتمالی ۱۰۰ سال آینده مقاوم باشند؛ با داشتن اطلاعات راجع به احتمال وقوع و دامنه تغییرات آب و هوایی می‌توانند راهبردهای مقرون به صرفه‌‌تری را اتخاذ کنند.”
این رویکرد مدل‌های برگرفته از سیستم آب و هوایی -به‌ویژه در مقیاس کوچک مانند ابرها و آشفتگی‌های اقیانوسی- که نمی‌توانند در یک الگوی محاسباتی جهانی حل شوند را با استفاده از الگوریتم‌هایی که برای محاسبه عدم قطعیت در کامپیوتر‌های پرسرعت استفاده می‌شوند، توضیح داده و حل می‌کند.
پروفسور مهندسی شیمی و علوم مواد -John Dorgan- قصد دارد راجع به ترکیبی از رزین قابل بازیافت ارائه‌ای داشته باشد. این مواد در چرخه‌ای تولید می‌شوند که در آن ابتدا نشاسته ذرت به پلاستیک پایدار تبدیل شده و پس از آن به‌عنوان پتاسیم لاکتات خوراکی بازیافت شود. او می‌گوید: “این مواد مایع شامل نوعی پلاستیک زیست تخریب‌پذیر به نام PLA می‌باشد که از انرژی زیست‌توده تهیه شده و در مقایسه با بقیه پلی‌استر‌ها، گازهای گلخانه‌ای کمتری تولید می‌کند. همچنین میتوان از الیاف آغشته شده به این ماده مایع برای ساخت کامپوزیت‌های فیبر کربن به کار رفته در پنل‌های اتومبیل یا پشم‌شیشه به کار رفته در توربین‌های بسیار بزرگ استفاده کرد.”
برای جدا کردن قسمت‌های جامد زمانی که این مواد به انتهای عمر کاربردی خود می‌رسند، میتوان آن‌ها را به‌راحتی در مایعات تازه حل کرد. وی افزود: “ما از این پنل‌ها استفاده می‌کنیم تا ویژگی‌های مکانیکی بسیار عالی آن‌ها را به تأیید برسانیم؛ سپس آن‌ها را دوباره به حالت محلول برگردانده تا پتاسیم لاکتات -که ماده‌ای خوراکی- است را استخراج کنیم.”
مدیر شرکت Google و مهندس بخش عمومی -Ross Koningstein- نیز توضیح می‌دهد چگونه یک راه‌حل جدید برای مشکلات آب و هوایی پیدا خواهد کرد و چرا به شکافت هسته‌ای، همجوشی هسته‌ای و دیگر منابع هسته‌ای به‌عنوان موضوعاتی می‌پردازد که برای نوآوری مناسب هستند. او می‌گوید: “ما باید افراد هوشمند و متخصص را برای حل این گونه مشکلات سخت به خدمت بگیریم و اطمینان حاصل کنیم که تحقیقات و توسعه آن‌ها به خوبی از نظر مالی تأمین شده و آن‌ها را برای موفقیت سازماندهی کنیم.”
