لماذا ما زلنا بحاجة إلى CERN لتغير المناخ - عالم الفيزياء

<a href="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world-1.jpg" data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world-1.jpg" data-caption="اتجاه مقلق هناك حاجة إلى نماذج مناخية موثوقة حتى تتمكن المجتمعات من التكيف مع تأثير تغير المناخ. (مجاملة: شترستوك / ميجل)”>

لقد كانت حارقة العام الماضي. وكانت درجات حرارة الأرض والبحر أعلى بما يصل إلى 0.2 درجة مئوية كل شهر في النصف الثاني من عام 2023، مع استمرار هذه الحالات الشاذة الدافئة حتى عام 2024. ونحن نعلم أن العالم يشهد ارتفاعا في درجات الحرارة، ولكن الارتفاع المفاجئ في الحرارة لم يكن متوقعا. كما كتب عالم المناخ في ناسا جافين شميدت in الطبيعة مؤخرًا: "من المتواضع والمثير للقلق بعض الشيء أن نعترف بأنه لم يسبق لأي عام أن أربك القدرات التنبؤية لعلماء المناخ أكثر من عام 2023".

وكما واصل شميدت شرحه، فإن موجة من الدفء غير المسبوق اعتُبرت "غير محتملة" على الرغم من أن عام 2023 هو عام ظاهرة النينيو، حيث يتم استبدال المياه الباردة نسبيًا في وسط وشرق المحيط الهادئ الاستوائي بمياه أكثر دفئًا. المشكلة هي أن التفاعلات المعقدة بين الحمل الحراري العميق في الغلاف الجوي والأنماط الاستوائية لتقلبات المحيطات، والتي تكمن وراء ظاهرة النينيو، لا يتم حلها بشكل جيد في النماذج المناخية التقليدية.

عدم قدرتنا على محاكاة ظاهرة النينيو بشكل صحيح مع النماذج المناخية الحالية (ي. المناخ 10.1175/JCLI-D-21-0648.1) هو من أعراض مشكلة أكبر من ذلك بكثير. في عام 2011، زعمت أن النماذج المناخية المعاصرة لم تكن جيدة بما يكفي لمحاكاة الطبيعة المتغيرة لظواهر الطقس المتطرفة مثل الجفاف وموجات الحرارة والفيضانات (انظر:CERN لتغير المناخ" مارس 2011 ص13). مع تباعد نقاط الشبكة عادة بحوالي 100 كيلومتر، توفر هذه النماذج رؤية مشوشة وغير واضحة للمناخ المستقبلي. بالنسبة للمتغيرات مثل هطول الأمطار، والأخطاء المنهجية المرتبطة بهذه الدقة المكانية المنخفضة هي أكبر من إشارات تغير المناخ التي تحاول النماذج التنبؤ بها.

إن النماذج المناخية الموثوقة مطلوبة بشكل حيوي حتى تتمكن المجتمعات من التكيف مع تغير المناخ، وتقييم مدى إلحاح الوصول إلى صافي الانبعاثات الصفرية أو تنفيذ حلول الهندسة الجيولوجية إذا ساءت الأمور حقا. ومع ذلك، كيف يمكن التكيف إذا كنا لا نعرف ما إذا كانت حالات الجفاف أو موجات الحر أو العواصف أو الفيضانات هي التي تسبب التهديد الأكبر؟ فكيف يمكننا تقييم مدى إلحاح صافي الصفر إذا كانت النماذج غير قادرة على محاكاة نقاط التحول؟ كيف يمكن الاتفاق على حلول الهندسة الجيولوجية المحتملة إذا لم يكن من الممكن إجراء تقييم موثوق لما إذا كان رش الهباء الجوي في طبقة الستراتوسفير سوف يضعف الرياح الموسمية أو يقلل من إمدادات الرطوبة إلى الغابات الاستوائية المطيرة؟ يتعين على واضعي نماذج المناخ أن يأخذوا مسألة عدم كفاية النماذج على محمل الجد إذا كانوا يرغبون في تزويد المجتمع بمعلومات موثوقة وقابلة للتنفيذ حول تغير المناخ.

لقد خلصت في عام 2011 إلى أننا بحاجة إلى تطوير نماذج مناخية عالمية ذات دقة مكانية تبلغ حوالي كيلومتر واحد (مع دقة زمنية متوافقة) والطريقة الوحيدة لتحقيق ذلك تتلخص في تجميع الموارد البشرية والكمبيوتر لإنشاء واحد أو أكثر من المعاهد الفيدرالية الدولية. بعبارة أخرى، نحن في احتياج إلى "منظمة CERN لمكافحة تغير المناخ" ــ وهو جهد مستوحى من منشأة فيزياء الجسيمات بالقرب من جنيف، والتي أصبحت رمزاً للتعاون والتقدم الدوليين.

كان ذلك قبل 13 عامًا، ومنذ ذلك الحين تحدثت الطبيعة بقوة. لقد شهدنا موجات حر وعواصف وفيضانات غير مسبوقة، لدرجة كبيرة وقد صنف المنتدى الاقتصادي العالمي "الطقس المتطرف" باعتباره الحدث العالمي الأكثر احتمالا لإثارة أزمة اقتصادية في الأعوام المقبلة. كما قال عالم المناخ البارز مايكل مان وأشار في عام 2021 بعد الفيضانات المدمرة في شمال أوروبا: "إن إشارة تغير المناخ تظهر من الضوضاء بشكل أسرع مما توقعته النماذج". وقد أيد هذا الرأي أ مذكرة إعلامية من الجمعية الملكية لاجتماع تغير المناخ COP26 الذي عقد في غلاسكو عام 2021، والذي ذكر أن عدم القدرة على محاكاة العمليات الفيزيائية بتفاصيل دقيقة يمثل "أهم أوجه عدم اليقين في المناخ المستقبلي، خاصة على المستويين الإقليمي والمحلي".

ومع ذلك، فإن التحسينات في النمذجة لم تواكب الطبيعة المتغيرة لهذه التطرفات في العالم الحقيقي. وفي حين أن العديد من مراكز النمذجة المناخية الوطنية قد بدأت أخيرًا العمل على نماذج عالية الدقة، فإنه وفقًا للاتجاهات الحالية، سيستغرق الأمر حتى النصف الثاني من القرن للوصول إلى دقة على نطاق الكيلومتر. سيكون هذا متأخرًا جدًا بحيث لا يكون مفيدًا في معالجة تغير المناخ (انظر الشكل أدناه)، وهناك حاجة ملحة أكثر من أي وقت مضى.

عشية المناخ

إن تجميع الموارد البشرية والحاسوبية على المستوى الدولي هو الحل الذي يبدو واضحا. في مراجعة للعلوم في المملكة المتحدة في عام 2023، الحائز على جائزة نوبل بول نورس علق أن "هناك مجالات بحثية ذات أهمية استراتيجية عالمية حيث يمكن التفكير في إنشاء معاهد جديدة ممولة متعدد الجنسيات أو بنى تحتية بحثية دولية، ومن الأمثلة الواضحة على ذلك إنشاء معهد لتغير المناخ مبني على نموذج EMBL [المختبر الأوروبي للبيولوجيا الجزيئية]". وأضاف أن "مثل هذه المعاهد تعد أدوات قوية للتعاون متعدد الجنسيات وتجلب فائدة كبيرة ليس فقط على المستوى الدولي ولكن أيضًا للدولة المضيفة".

فلماذا لم يحدث ذلك؟ يقول البعض إننا لا نحتاج إلى المزيد من العلوم، وبدلاً من ذلك يجب علينا إنفاق الأموال لمساعدة أولئك الذين يعانون بالفعل من تغير المناخ. وهذا صحيح، ولكن النماذج الحاسوبية ساعدت المجتمعات الضعيفة على نطاق واسع على مر السنين. قبل الثمانينيات، كانت الأعاصير المدارية سيئة التنبؤ يمكن أن تقتل مئات الآلاف من الأشخاص في المجتمعات المعرضة للخطر. الآن، مع تحسين دقة النموذج، يمكن إجراء تنبؤات ممتازة للأسبوع المقبل (والقدرة على توصيل التوقعات)، ومن النادر أن يقتل أكثر من بضع عشرات من الأشخاص بسبب الطقس القاسي.

<a data-fancybox data-src="https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world.png" data-caption="القليل جدا ، بعد فوات الأوان واستنادًا إلى الاتجاهات الحالية، فإن نماذج المناخ العالمية المستخدمة في تقارير تقييم المناخ الصادرة عن الهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ لن يكون لها دقة سوى بضعة كيلومترات بحلول عام 2055. (أعيد رسمها من الأصل بواسطة أندرياس برين، المركز الوطني لأبحاث الغلاف الجوي) ” title=” انقر لفتح الصورة في النافذة المنبثقة” href=”https://platoblockchain.com/wp-content/uploads/2024/04/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change-physics-world. بابوا نيو غينيا">

ستساعد النماذج المناخية عالية الدقة على استهداف مليارات الدولارات الاستثمارية للسماح للمجتمعات الضعيفة بأن تصبح قادرة على الصمود في وجه أنواع محددة إقليمية من الطقس المتطرف في المستقبل. وبدون هذه المعلومات، يمكن للحكومات أن تهدر مبالغ هائلة من المال على سوء التكيف. والواقع أن العلماء من الجنوب العالمي بالفعل ويشكو أنهم لا يملكون معلومات قابلة للتنفيذ من النماذج المعاصرة لاتخاذ قرارات مستنيرة.

ويقول آخرون إن النماذج المختلفة ضرورية حتى نتمكن من الثقة في توقعاتهم عندما يتفقون جميعًا. ومع ذلك، فإن الجيل الحالي من النماذج المناخية ليس متنوعًا على الإطلاق. ويفترضون جميعًا أن العمليات المناخية ذات الأهمية البالغة للشبكة الفرعية، مثل الحمل الحراري العميق، والتدفق فوق الجبال، واختلاط المحيطات بواسطة الدوامات المتوسطة الحجم، يمكن تحديدها بصيغ بسيطة. وهذا الافتراض خاطئ وهو أصل الأخطاء المنهجية الشائعة في النماذج المعاصرة. من الأفضل تمثيل حالة عدم اليقين في النموذج بالمزيد منهجيات سليمة علميا.

ومع ذلك، قد يكون هناك تحول في الأفق. وفي العام الماضي، عُقدت قمة لنمذجة المناخ في برلين لبدء المشروع الدولي محركات تصور الأرض (حواء). ولا يهدف هذا المشروع إلى إنشاء نماذج عالية الدقة فحسب، بل يهدف أيضًا إلى تعزيز التعاون بين العلماء من شمال وجنوب العالم للعمل معًا للحصول على معلومات مناخية دقيقة وموثوقة وقابلة للتنفيذ.

مثل EMBL، من المخطط أن تتكون EVE من سلسلة من العقد المترابطة للغاية، تتمتع كل منها بقدرة حوسبة إكساسكيل مخصصة، لخدمة المجتمع العالمي بأكمله. إن التمويل المخصص لكل عقدة ــ نحو 300 مليون دولار سنويا ــ صغير مقارنة بتريليونات الدولارات من الخسائر والأضرار التي قد يسببها تغير المناخ.

ونأمل أنه في غضون 13 عامًا أخرى، ستنتج EVE أو شيء مشابه تنبؤات مناخية موثوقة تحتاجها المجتمعات في جميع أنحاء العالم بشدة الآن. إذا لم يكن الأمر كذلك، فأنا أخشى أن يكون قد فات الأوان.

• محتوى مدعوم من تحسين محركات البحث وتوزيع العلاقات العامة. تضخيم اليوم.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. تمكين نفسك. الوصول هنا.
• أفلاطونايستريم. ذكاء Web3. تضخيم المعرفة. الوصول هنا.
• أفلاطون كربون، كلينتك ، الطاقة، بيئة، شمسي، إدارة المخلفات. الوصول هنا.
• أفلاطون هيلث. التكنولوجيا الحيوية وذكاء التجارب السريرية. الوصول هنا.
• المصدر https://physicsworld.com/a/why-we-still-need-a-cern-for-climate-change/