Quando se trata de dissipação de energia na atmosfera, o humilde maneira socos gota de chuva acima de seu peso. Pesquisadores de os EUA têm demonstrado que a energia perdida na forma de calor pela queda de água líquida e partículas de gelo está a par com a energia que o vento perde ao atrito. A equipe sugere que com o aumento da precipitação esperada como resultado do aquecimento global, a energia afundado chuva poderia reduzir a quantidade disponível para gerar ventos.
Muitos físicos climáticos ver a atmosfera como uma máquina térmica gigante que dirige um ciclo de vento e água. O Sol aquece a superfície da Terra, criando a parte quente do motor com uma temperatura média de 288 K, ea atmosfera funciona levantando vapor de água para o lado frio do motor, cerca de 15 km com uma temperatura média de 255 K. Tomar ineficiências da atmosfera em consideração, Olivier Pauluis Universidade de Nova York e Juliana Dias da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica, em Boulder, Colorado estimar o total de energia por unidade de área de superfície do motor a ser de 5 Wm -2 .
O aumento do vapor de água, em seguida, resfria, se condensa e cai como água ou gelo. Sem abrandar a partir da atmosfera, a chuva iria cair no chão em algumas centenas de quilômetros por hora. "Você precisaria comprar um novo guarda-chuva", diz Pauluis. Felizmente, a atmosfera se dissipa mais do que a energia em microturbulence em torno das gotículas de água, mantendo a sua velocidade em alguns quilômetros por hora suaves poucos.
A par com o vento
Uma vez que a energia cinética não se acumula na atmosfera, Pauluis e Dias argumentam que o total de energia do motor de calor é mais ou menos a soma da taxa de perda de energia devido ao ar-sobre-ar atrito nos ventos mais a taxa de dissipação de energia a partir de a chuva. O vento sozinho é estimado para dispersar entre 1-5 Wm -2 , eo par realizou a primeira análise para descobrir a dissipação devido à chuva. Encontrá-lo em cerca de 1,8 Wm -2 , em média, eles mostraram que a perda de energia devido à precipitação é tão importante quanto a perda devido ao atrito com vento.
Erich Becker do Instituto Leibniz de Física Atmosférica em Kühlungsborn, Alemanha, chama o estudo "engenhosa". Para seu conhecimento, diz ele, "ninguém tenha pensado antes sobre esse aquecimento por atrito devido às chuvas".
Pauluis e Dias usou dados recolhidos pelos Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), um satélite que vê partículas de água e gelo saltando ondas de rádio fora deles. Parece menos seis camadas diferentes de céu - um pouco acima do chão e, em seguida, 2, 4, 6 10 e 15 km da superfície da Terra. As ondas refletidas dizem os pesquisadores do tamanho e concentração das gotas de chuva. O tamanho das gotículas indica a sua velocidade de queda livre máxima, que por sua vez dá a força de arrasto necessária para manter essa velocidade. Por factoring nas distâncias que as gotas de chuva caem, a dupla poderia trabalhar para fora a energia total dissipada pelo arrastar da precipitação.
Mais dissipação sobre continentes
Naturalmente, o local de energia perdida para a fricção chuvas está intimamente ligada à quantidade de precipitação que a região recebe, embora Pauluis diz que os padrões mostrou características interessantes. "Para ser preciso, há mais dissipação sobre os continentes do que sobre o oceano", diz ele, que é consistente com o fato de que a convecção é mais forte sobre os continentes, levando água a maiores alturas.
Os modelos climáticos prever que, como a temperatura da Terra sobe, a quantidade de precipitação ea altura a partir da qual ele cai aumentará também. Isto significa que a atmosfera iria gastar mais energia levantando vapor de água, e que poderia deixar menos energia para movimentar a circulação de ar ao redor do planeta, diz Pauluis.
Do ponto de vista de Becker, a contribuição fundamental do estudo de campo é que ele destaca fonte significativa de entropia, ou desordem, que antes era ignorado. A tendência da atmosfera de absorver e emitir calor de forma desigual - mais vem em regiões tropicais e folhas nos pólos - reduz a sua entropia. Parte do que a entropia é composta pela turbulência do vento, ele explica, mas a contribuição da chuva é igualmente importante e que faltava até agora. Embora nem Becker nem Dargan Frierson da Universidade de Washington, Seattle, acredito que este ajustamento aos modelos climáticos terão um grande impacto nas previsões de alterações climáticas, Becker diz: "É certamente vale a pena levar isso em conta."
Frierson em vez enfatiza o lado fundamental do resultado. Ele ressalta que o vapor de água representa apenas 1% da massa da atmosfera, enquanto a água líquida e partículas de gelo em nuvens são uma parte muito menor - mais parecido com 0,01%. "E acontece que apenas em torno de que a fração de partículas que caem líquidos e gelo, que é onde grande parte do atrito é dissipada na atmosfera", diz ele. "Isso, para mim, é bastante notável."
Nenhum comentário:
Postar um comentário