มีสิ่งที่น่าสนใจมากมายเกี่ยวกับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในศตวรรษที่ 19 ที่พ่นประกายไฟขึ้นไปในอากาศ
เมื่อ Abigail Swann เป็นนักเรียนมัธยมปลาย การสร้างเว็บตรงเวอร์ชันทันสมัยขึ้นใหม่จากสิ่งที่เรียกว่าขดลวดเทสลา ทำให้เธอเป็นโครงการที่ดีที่จะจัดการกับพ่อวิศวกรของเธอในโรงรถ อัจฉริยะที่ตกอับ นิโคลา เทสลา ผู้พัฒนาอุปกรณ์ขยายกำลังไฟฟ้า “รู้สึกสนุกมากที่ได้เรียนรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้” เธอกล่าว
เป็นเวลาหลายเดือนที่ลูกสาวและพ่อแหย่ไปรอบๆ
ร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ส่วนเกิน ชิ้นพลาสติกที่สั่งตัดพิเศษ และขวดไวน์เก่าที่นำกลับมาใช้ใหม่ ครอบครัวนี้อาศัยอยู่ท่ามกลางไร่องุ่นในเขต Sonoma County ของแคลิฟอร์เนีย
ในที่สุดขดลวดก็เริ่มทำงานและ Swann ก็เอาไปโรงเรียน “มันทำให้เกิดประกายไฟที่ค่อนข้างใหญ่” เธอกล่าว และได้จุดหลอดไฟฟลูออเรสเซนต์เส้นยาวที่เธอถือไว้ใกล้ๆ เธอจำไม่ได้ว่าเพื่อนร่วมชั้นของเธอประทับใจหรือไม่ “มันเป็นเรื่องของการสร้างและทำให้มันได้ผลมากกว่า”
วันนี้ Swann วัย 38 ปี สร้างดาวเคราะห์ทั้งดวง บางส่วนก็แปลกมาก และทั้งหมดจำลองอยู่ในคอมพิวเตอร์ นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันในซีแอตเทิล เธอเปลี่ยนความคิดสร้างสรรค์ในโรงรถเป็นการพัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อทดสอบแนวคิดเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของโลก “ฉันเริ่มการทดลองตั้งแต่เนิ่นๆ โดยจะทำสิ่งต่างๆ เช่น ถ้าโลกทั้งใบเป็นหญ้าล่ะ แล้วถ้าโลกทั้งใบเป็นมหาสมุทรล่ะ? และทำไมพวกเขาถึงแตกต่างกัน?”
เธอมุ่งเน้นไปที่ปัจจัยที่มักถูกมองข้ามแต่จำเป็นสำหรับการทำความเข้าใจผลกระทบของการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: พืชมีอิทธิพลต่อบรรยากาศโดยการขนส่งน้ำอย่างไร “Abby เก่งมากในการเจาะลึกถึงแก่นแท้ของปัญหา” Charles Koven ซึ่งเป็นเพื่อนร่วมงานในโรงเรียนระดับบัณฑิตศึกษาและตอนนี้ทำงานที่ Lawrence Berkeley National Laboratory ในแคลิฟอร์เนียกล่าว “เธอสามารถเสนอการทดลองแบบจำลองที่ดูเหมือนบ้าในตอนแรกได้” ทว่าแผนงานเหล่านี้ “กลายเป็นวิธีที่สมบูรณ์แบบในการระบุกระบวนการพื้นฐานที่ปรากฏในสถานการณ์ที่หลากหลาย”
พลังต้นไม้
เพื่อดูว่าพืชมีผลกระทบต่อบรรยากาศอย่างไร Abigail Swann ได้ทำการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ซึ่งเพิ่มต้นไม้จำนวนมากในละติจูดกลางของซีกโลกเหนือ ป่าสมมติเหล่านี้จะนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงในรูปแบบปริมาณน้ำฝน (แสดงไว้) อย่างกว้างไกล แม้ในซีกโลกตรงกันข้าม บางพื้นที่อาจเปียก (สีน้ำเงิน) และบางส่วนจะแห้งกว่า (สีส้ม)
การจำลองผลกระทบการขยายตัวของป่าภาคเหนือต่อการตกตะกอน
แผนที่ปริมาณน้ำฝน
ALS SWANN, IY FUNG AND JCH CHIANG/ PNAS 2012
Swann ฟังดูประหลาดใจที่จบลงด้วยอาชีพการจ้องมองที่หน้าจอคอมพิวเตอร์ “ฉันชอบที่จะออกไปข้างนอกและทำสิ่งต่างๆ ด้วยมือของฉัน” เธอกล่าว
เธอสนใจวิชาฟิสิกส์ที่โรงเรียนมัธยม Sonoma Valley ซึ่งเป็นโรงเรียนที่ “ธรรมดาจริงๆ” เธอกล่าว นักเรียนชั้นนำจำนวนมากในชั้นเรียนของเธอเป็นผู้หญิง ดังนั้นจึง “ค่อนข้างตกใจ” เมื่อเธอเป็นหนึ่งในนักเรียนหญิงเพียงไม่กี่คน ซึ่งบางครั้งก็เป็นคนเดียวในชั้นเรียนฟิสิกส์ระดับปริญญาตรีที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ที่เบิร์กลีย์ Swann ได้ยิน Inez Fung บรรยายเกี่ยวกับฟิสิกส์บรรยากาศ ฟุง “เชื่อมโยงของจริงทุกอย่างที่สำคัญเข้าด้วยกัน” สวอนน์กล่าว หลังจากได้รับปริญญาโทจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในปี 2548 Swann กลับมาที่ Berkeley โดยมี Fung เป็นที่ปรึกษาเพื่อจบปริญญาเอก ในปี 2553 เกี่ยวกับอิทธิพลของพืชต่อบรรยากาศ
นักวิทยาศาสตร์ด้านบรรยากาศทราบมานานแล้วว่าพืชดึงก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจกที่สำคัญออกจากอากาศ Swann มุ่งเน้นที่การที่พืชส่งผลต่อบรรยากาศของโลกโดยการดึงน้ำจากดินและไอน้ำออกจากใบไม้ การทำความเข้าใจบทบาทของพืช “เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่ง” Sonia Seneviratne นักวิทยาศาสตร์ด้านสภาพอากาศที่ ETH Zurich กล่าว ผลกระทบของน้ำ “เป็นพื้นที่ที่ถูกทอดทิ้งเล็กน้อย”
การแก้ปัญหาที่พืชส่งผลกระทบต่อการตกตะกอนสามารถปรับปรุงแผนการในการขจัดปัญหาการขาดแคลนอาหารและรักษาความหลากหลายทางชีวภาพ ตัวอย่างเช่น พืชอาจเปลี่ยนผู้ที่ได้รับฝนและพืชผลจะเหี่ยวแห้งไปในซีกโลก ต้นไม้ในซีกโลกหนึ่งสามารถเคลื่อนสายฝนในอีกซีกโลกหนึ่งจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่งได้ แบบจำลองของสวอนน์แสดงให้เห็น
ข้อมูลเชิงลึกนั้นมาจากงานของ Swann เกี่ยวกับวิธีที่ป่าไม้ในอเมริกาเหนือและยูเรเซียสามารถมีบทบาทระดับโลกได้ หากป่าขยายตัว หลังคาของต้นไม้จะทำให้ภูมิทัศน์มืดลง เมื่อสิ่งนั้นเกิดขึ้น ซีกโลกจะดูดซับพลังงานมากขึ้น ซึ่งทำให้การไหลเวียนในบรรยากาศจัดเรียงใหม่เล็กน้อย
จากนั้นมวลอากาศที่เปียกโชกในแถบอเมริกาใต้ก็สามารถเคลื่อนตัวไปทางเหนือได้ ศูนย์กลางของอเมริกาใต้อาจกระหายน้ำมากขึ้นเมื่อฝนเพิ่มขึ้นสู่เส้นศูนย์สูตร Swann, Fung และ John CH Chiang จาก UC Berkeley เขียนในปี 2012 ในProceedings of the National Academy of Sciencesเว็บตรง / บาคาร่าเว็บตรง
