Fîzîk di Zanista Jîngehê de
Zanista jîngehê pir caran wekî qadeke ku bi biyolojî, kîmya, an siyaseta giştî ve girêdayî ye tê fêmkirin. Lêbelê, bingehek girîng pir caran nayê dîtin: fîzîk. Fîzîk ne tenê teoriyek hêz û tevgerê ye, lê belê amûrek e ji bo têgihîştina ka enerjî çawa diherike, made çawa diçe, û pergalên xwezayî çawa bersivê didin aloziyan. Çi em li ser guherîna avhewayê, kalîteya hewayê, hebûna avê, an enerjiya nûjenkirî nîqaş bikin, qanûnên fîzîkê bi domdarî li pişt wan dixebitin. Ji ber vê yekê, fîzîk ji bo têgihîştin, modelkirin û sêwirandina çareseriyan ji bo pirsgirêkên jîngehê mifteya girîng e.
Fîzîk wekî zimanê enerjî û guhertinê
Yek ji mezintirîn beşdariyên fîzîkê di zanista jîngehê de, şiyana wê ya ravekirina hevsengiya enerjiyê ye. Erd enerjiyê ji Rojê bi şiklê tîrêjên elektromagnetîk werdigire. Hin ji vê enerjiyê vedigere fezayê, hin ji wan ji hêla atmosfer, okyanûs û rûyê erdê ve têne kişandin û dûv re wekî tîrêjên înfrared ji nû ve têne şandin. Hevsengiya di navbera enerjiya tê û derdikeve de germahiya navînî ya gerstêrkê diyar dike. Dema ku ev hevsengî têk diçe - mînakî, ji ber zêdebûna konsantrasyonên gazên serayê - germahiya gerdûnî meyla bilindbûnê dike.
Li vir e ku têgehên fîzîkê yên wekî tîrêjên laşê reş, spektruma pêlan, û vegirtina enerjiyê girîng dibin. Gazên serayê yên wekî karbondîoksît (CO₂), metan (CH₄), û nîtrojen oksît (N₂O) xwedî şiyana vegirtina tîrêjên înfrared di dirêjahiya pêlên taybetî de ne. Di encamê de, hin ji germahiya ku dê bi awayekî din bireviya fezayê di atmosferê de "asê" dimîne. Tesîra serayê pêvajoyek fîzîkî ye ku dikare bi qanûnên tîrêjê û dînamîkên molekulî were ravekirin, û ev têgihîştin bingeha modelên avhewayê yên nûjen pêk tîne.
Termodînamîk û sîstemên jîngehê
Termodînamîk têkiliyên di navbera germî, kar, enerjî û entropiyê de lêkolîn dike. Di çarçoveyek jîngehê de, termodînamîk dibe alîkar ku were ravekirin çima enerjî bi rastî "winda nabe", lê belê şiklê xwe diguhere û meyla belavbûnê dike. Pêvajoyên xwezayî yên wekî buharbûna avê, çêbûna ewran, guheztina germê di navbera okyanûs û atmosferê de, û tevgera girseyên hewayê hemî li gorî qanûnên termodînamîkê dimeşin.
Nimûneyek hêsan çerxa avê ye. Buharbûn çêdibe dema ku enerjiya germê ji Rojê germahiya veşartî dide avê û wê vediguherîne buharê. Dûv re buhara avê dema ku şert û mercên germahî û zextê guncan in di atmosferê de kom dibe û gelek germahiya veşartî berdide. Ev berdana enerjiyê dibe sedema çêbûna ewran, bahoz û cûrbecûr diyardeyên hewayê yên ekstrem. Bi gotineke din, baran ne tenê meseleya "hilbûn û daketina avê" ye, lê di heman demê de veguhestina enerjiyê ya di pîvanek mezin de ye ku dikare bi karanîna têgehên termodînamîk û fîzîka atmosferê were model kirin.
Dema ku behsa karîgeriya enerjiyê û bandora li ser jîngehê tê kirin, têgeha entropiyê jî girîng e. Mînakî, santralên elektrîkê yên ku bi sotemeniya fosîl dixebitin, nikarin hemî enerjiya kîmyewî ya sotemeniyê veguherînin elektrîkê; hin ji wan wekî germê winda dibin. Ev kêmasî encama fîzîkê ye, ne tenê pirsgirêkek teknolojîk e. Têgihîştina termodînamîkê pêşveçûna pergalên karîgertir û kêm-emîsyon rêve dibe.
Mekanîka şilavan: hewa, av û qirêjî
Mekanîka şilavan şaxek fîzîkê ye ku li ser tevgera şilavan - şilav û gazan - di nav de herikîn, turbulans û hêzên ku li ser wan bandor dikin lêkolîn dike. Zanista jîngehê bi giranî xwe dispêre mekanîka şilavan ji ber ku atmosfer û okyanûs du ji "motorên" herî mezin ên şilavan li ser Erdê ne. Ba, herikînên okyanûsan, pêl û gera gerdûnî hemî ji hêla qanûnên herikîna şilavan û cûdahiyên di zext û germahiyê de têne destnîşankirin.
Di lêkolînên qalîteya hewayê de, mekanîka şilavan dibe alîkar ku pirsek girîng were bersivandin: gemarî çawa ji çavkaniya xwe belav dibin? Egzoza wesayîtan, emisyonên pîşesaziyê û perçeyên tozê bi tenê bi awayekî rasthatî naçin; ew ji hêla bayê ve têne veguhastin, ji hêla turbulansê ve têne daliqandin û tevlihev kirin, û dûv re dikarin ji ber giraniyê rûnin an jî ji hêla baranê ve werin şuştin. Modelên belavbûna gemarî hevkêşeyên fîzîkî bikar tînin da ku konsantrasyonên gemarî li dûriyek diyarkirî ji çavkaniyê texmîn bikin, bi berçavgirtina leza bayê, aramiya atmosferê û topografyayê.
Ev yek ji bo qirêjiya avê jî derbas dibe. Bermayiyên ku dikevin çem an deryayê ji aliyê herikînan ve têne hilgirtin, şil dibin û bi sedîmentan re têkilî datînin. Fêmkirina şêwazên heyî û pêvajoyên tevlihevkirinê ji bo destnîşankirina cihên ewle yên avêtina bermayiyan, nexşerêkirina rîskên rijandina petrolê, an jî sêwirandina stratejiyên paqijkirinê pir girîng e.
Fîzîka radyasyonê û guherîna avhewayê
Guherîna avhewayê pirsgirêka jîngehê ya herî aloz û berfireh e. Fîzîk di şirovekirina mekanîzmayên germbûna gerdûnî, bandorên avhewayê û pêşbînîkirina pêşerojê de roleke girîng dilîze. Ji bilî bandora serayê, fîzîka tîrêjê rola ewr û aerosolan jî dihewîne. Ewr dikarin bi ronîkirina tîrêjên rojê (albedo) Erdê sar bikin, lê ew dikarin bi girtina tîrêjên înfrared jî wê germ bikin. Hin aerosol ronahiyê vedigerînin û atmosferê sar dikin, di heman demê de dûman (karbona reş) tîrêjê dikişîne û atmosferê germ dike.
Têgeha albedoyê - rêjeya tîrêjên vegerandî - faktorek girîng e. Cemed û berf xwedî albedoyek bilind in. Dema ku cemed ji ber germbûnê dihele, rûyên tarî yên wekî ava okyanûsê an axa tazî bêtir germê dimijin, û germbûnê zûtir dikin. Ev mînakek ji xeleka bersiva erênî ye ku bi fîzîkek hêsan tê ravekirin, lê bandorek kûr li ser pergala avhewayê dike.
Enerjiya nûjenkirî û teknolojiyên hawirdorparêz
Fîzîk tenê bi têgihîştina pirsgirêkan ranaweste; ew di heman demê de bingeha çareseriyan jî pêşkêş dike. Enerjiya nûjenkirî xwe dispêre prensîbên fîzîkî yên saxlem. Panelên rojê bi rêya bandora fotovoltaîk dixebitin, ku tê de fotonên elektronên azad ên ronahiyê di materyalên nîvconductor de, herikek elektrîkê çêdikin. Turbînên bayê xwe dispêrin aerodînamîkê û veguherandina enerjiya kînetîk a bayê bo enerjiya mekanîkî û dûv re jî enerjiya elektrîkê. Santralên hîdroelektrîkê enerjiya potansiyel a gravîtasyonê ya ava ku dikeve bikar tînin, di heman demê de enerjiya jeotermal veguhestina germê ji hundirê qalikê Erdê bikar tîne.
Fîzîk her wiha piştgiriyê dide teknolojiyên teserûfa enerjiyê. Îzolekirina germî ya avahiyan, sêwirana hewakirina xwezayî, ronahîkirina LED, û heta wesayîtên elektrîkê hemî hewceyê têgihîştina veguhastina germê, elektrîkê, magnetîzmê û dînamîkên pergalê ne. Heta têgehên hêsan ên wekî kêmkirina windabûna germê (konduktîvasyon, konveksiyon û tîrêj) dikarin bi girîngî xerckirina enerjiyê û emîsyonên karbonê kêm bikin.
Pîvana jîngehê û amûrên wê
Zanista jîngehê bi giranî xwe dispêre daneyan: germahî, şilbûn, giraniya gemaran, asta radyasyonê, û heta guhertinên asta deryayê. Gelek amûrên pîvandinê yên sereke ji prensîbên fîzîkî têne çêkirin. Sensorên germahiyê guhertinên di berxwedanê an voltaja de bikar tînin; peyk Erdê bi rêya dûrbînê li ser bingeha spektruma elektromagnetîk dişopînin; lidar perçeyên atmosferê bi karanîna refleksên lazerê nexşe dike; û sîsmograf û sensorên jeofîzîkî alîkariya şopandina çalakiya Erdê ya bi xetereyên jîngehê re dikin.
Pêşketinên di amûrên fîzîkî de rê didin çavdêriyek zûtir û rasttir. Bo nimûne, wêneyên satelîtê dikarin birîna daristanan, şewatên daristanan û guhertinên rengê okyanûsan ên bi geşbûna algayan ve girêdayî tespît bikin. Ev dane agahdarî didin biryardanê, ji plansaziya fezayî bigire heya rêveberiya karesatan.
Fîzîka rîska karesatên jîngehê
Gelek karesatên jîngehî xwedî aliyên fîzîkî yên bihêz in: lehî, erdhildan, bahoz, pêlên germê, û heta tsûnamî. Pêlên germê bi dînamîkên atmosferê û hevsengiya enerjiya rûyê erdê ve girêdayî ne. Lehî ji hêla şîdeta baranê, kapasîteya avdanê, rêjeyên herikîna çeman, û guhertinên karanîna erdê ve têne bandor kirin ku înfîltrasyon û herikînê diguherînin. Erdhej hevsengiya hêzan li ser çiyayan, zexta ava poran, û taybetmendiyên mekanîkî yên materyalan vedihewîne.
Bi modelên fîzîkî, em dikarin pergalên hişyariya zû biafirînin û deverên xeternak nexş bikin. Her çend pêşbînî her gav bêkêmasî nebin - ji ber guherbariya mezin a xwezayê - nêzîkatiyên fîzîkî çarçoveyek hejmarî peyda dikin ji bo kêmkirina xetereyê û baştirkirina amadekariyê.
Encam: fîzîk wekî bingehek ji bo çareseriyên jîngehê
Fîzîk di zanista jîngehê de wekî "çarçoveyek" ji bo têgihîştina cîhanê bi awayekî pîvandî kar dike: ji tîrêjên rojê yên ku Erdê germ dikin bigire heya herikînên hewayê yên ku qirêjiyê hildigirin, heya veguherîna enerjiyê di teknolojiyên nûjenkirî de. Bi fîzîkê re, pirsgirêkên jîngehê dikarin werin wergerandin model, hejmar û pêşbîniyên ceribandinê. Ev ne ji bo şûna perspektîfên biyolojîk an civakî, lê ji bo temamkirina wan girîng e. Pirsgirêkên jîngehê piralî ne; fîzîk bingehê peyda dike ku dihêle em têkiliyên sedem-û-encamê bi zelalî bibînin, teknolojiyên paqijtir sêwirînin û polîtîkayên li ser bingeha delîlan pêşve bibin.
Di dawiyê de, têgihîştina jîngehê bi tenê "çavdêrîkirina guhertinan" li dora me têrê nake. Divê em mekanîzmayên ku wan guhertinan dimeşînin fam bikin. Li vir fîzîk tê de cih digire: ravekirin, pêşbînîkirin û alîkariya mirovan dike ku gavên aqilmendtir bavêjin da ku domdariya Erdê biparêzin.
