Fisiksi ninu Imọ Ayika
A sábà máa ń lóye ìmọ̀ nípa àyíká gẹ́gẹ́ bí ẹ̀ka kan tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìmọ̀ nípa ẹ̀dá alààyè, kẹ́mísírì, tàbí ètò ìṣèlú gbogbogbò. Síbẹ̀síbẹ̀, ìpìlẹ̀ pàtàkì kan sábà máa ń jẹ́ èyí tí a kò kíyèsí: físíìsì. Físíìsì kìí ṣe ìmọ̀ nípa agbára àti ìṣípo lásán, ṣùgbọ́n ó jẹ́ irinṣẹ́ fún òye bí agbára ṣe ń ṣàn, bí ohun èlò ṣe ń gbéra, àti bí àwọn ètò àdánidá ṣe ń dáhùn sí àwọn ìdààmú. Yálà a bá ń sọ̀rọ̀ nípa ìyípadà ojú ọjọ́, dídára afẹ́fẹ́, wíwà omi, tàbí agbára tí a lè sọ dọ̀tun, àwọn òfin físíìsì ń ṣiṣẹ́ nígbà gbogbo. Nítorí náà, físíìsì jẹ́ kókó pàtàkì sí òye, ṣíṣe àwòkọ́ṣe, àti ṣíṣe àgbékalẹ̀ àwọn ojútùú sí àwọn ìṣòro àyíká.
Fisiksi gẹgẹbi ede agbara ati iyipada
Ọ̀kan lára àwọn àfikún tó ga jùlọ tí físíìsì ní sí ìmọ̀ nípa àyíká ni agbára rẹ̀ láti ṣàlàyé ìwọ́ntúnwọ̀nsì agbára. Ayé ń gba agbára láti ọ̀dọ̀ oòrùn ní ìrísí ìtànṣán oníná mànàmáná. Agbára kan yìí ni a máa ń fi hàn padà sí ojú ọ̀run, afẹ́fẹ́, òkun, àti ilẹ̀ ni a máa ń gbà, lẹ́yìn náà a máa ń tú jáde gẹ́gẹ́ bí ìtànṣán infrared. Ìwọ́ntúnwọ̀nsì láàrín agbára tí ń wọlé àti èyí tí ń jáde ló ń pinnu ìwọ̀n otútù àròpín pílánẹ́ẹ̀tì náà. Nígbà tí ìwọ́ntúnwọ̀nsì yìí bá dàrú—fún àpẹẹrẹ, nípa bí àwọn gáàsì afẹ́fẹ́ afẹ́fẹ́ ṣe ń pọ̀ sí i—iwọ̀n otútù àgbáyé máa ń pọ̀ sí i.
Ibí ni àwọn èrò fisiksi bíi ìtànṣán dúdú, ìpele ìgbì omi, àti ìfàmọ́ra agbára ṣe pàtàkì. Àwọn gáàsì ewéko bíi carbon dioxide (CO₂), methane (CH₄), àti nitrous oxide (N₂O) ní agbára láti fa ìtànṣán infrared ní àwọn ìgbì omi pàtó kan . Nítorí náà, díẹ̀ lára ooru tí ìbá sá lọ sí ààyè ni a “dì mọ́” nínú afẹ́fẹ́. Ìpa ewéko jẹ́ ìlànà ti ara tí a lè ṣàlàyé nípasẹ̀ àwọn òfin ìtànṣán àti ìṣiṣẹ́ molecule, òye yìí sì jẹ́ ìpìlẹ̀ àwọn àwòṣe ojúọjọ́ òde òní.
Awọn eto thermodynamics ati ayika
Ìwádìí Thermodynamics ń ṣe àgbéyẹ̀wò àjọṣepọ̀ láàrín ooru, iṣẹ́, agbára, àti entropy. Nínú àyíká, thermodynamics ń ran lọ́wọ́ láti ṣàlàyé ìdí tí agbára kì í fi í “sọnù” ní tòótọ́, ṣùgbọ́n dípò bẹ́ẹ̀ ó máa ń yípadà ní ìrísí ó sì máa ń túká. Àwọn ìlànà àdánidá bíi ìtújáde omi, ìṣẹ̀dá àwọsánmà, ìyípadà ooru láàrín òkun àti afẹ́fẹ́, àti ìṣíkiri àwọn ibi tí afẹ́fẹ́ pọ̀ sí gbogbo wọn tẹ̀lé àwọn òfin thermodynamics.
Àpẹẹrẹ kan ni ìyípo omi. Ìtújáde omi máa ń wáyé nígbà tí agbára ooru láti Oòrùn bá fún omi ní ooru ìkọ̀kọ̀, tí ó sì máa ń sọ ọ́ di èéfín. Ìtújáde omi náà máa ń dìpọ̀ sínú afẹ́fẹ́ nígbà tí ooru àti ìfúnpá bá dára, tí ó sì máa ń tú ooru ìkọ̀kọ̀ sílẹ̀. Ìtújáde agbára yìí máa ń ṣe àfikún sí ìṣẹ̀dá àwọsánmà, ìjì, àti onírúurú ìṣẹ̀lẹ̀ ojú ọjọ́ líle koko. Ní ọ̀rọ̀ mìíràn, òjò kì í ṣe ọ̀rọ̀ “omi tí ń gòkè àti rírọ̀” nìkan, ṣùgbọ́n ó tún jẹ́ ìyípadà agbára ńlá tí a lè ṣe àwòkọ́ṣe nípa lílo àwọn èrò thermodynamics àti fisiksi afẹ́fẹ́.
Èrò entropy tún ṣe pàtàkì nígbà tí a bá ń sọ̀rọ̀ nípa agbára àti ipa àyíká. Fún àpẹẹrẹ, àwọn ilé iṣẹ́ agbára tí a fi epo gbóná ṣe kò lè yí gbogbo agbára kẹ́míkà epo gbóná padà sí iná mànàmáná; àwọn kan ń pàdánù gẹ́gẹ́ bí ooru. Àìpé yìí jẹ́ àbájáde fisiksi, kìí ṣe ọ̀ràn ìmọ̀ ẹ̀rọ lásán. Lílóye thermodynamics ló ń darí ìdàgbàsókè àwọn ètò ìtújáde tí ó gbéṣẹ́ jù, tí ó sì kéré sí i.
Àwọn ẹ̀rọ ìṣètò omi: afẹ́fẹ́, omi, àti ìbàjẹ́
Ẹ̀ka ìṣètò omi jẹ́ ẹ̀ka fisiksi tí ó ń ṣe àyẹ̀wò ìwà àwọn omi—omi àti gáàsì—pẹ̀lú ìṣàn omi, ìrúkèrúdò, àti àwọn agbára tí ń ṣiṣẹ́ lórí wọn. Ìmọ̀ nípa àyíká gbára lé ẹ̀ka ìṣètò omi nítorí pé afẹ́fẹ́ àti òkun jẹ́ méjì lára àwọn “ẹ̀rọ” omi tí ó tóbi jùlọ lórí Ayé. Afẹ́fẹ́, ìṣàn omi òkun, ìgbì omi, àti ìṣàn káàkiri àgbáyé ni a pinnu gbogbo wọn nípasẹ̀ òfin ìṣàn omi àti ìyàtọ̀ nínú titẹ àti iwọ̀n otutu.
Nínú àwọn ìwádìí dídára afẹ́fẹ́, àwọn ẹ̀rọ ìṣiṣẹ́ omi ń ran lọ́wọ́ láti dáhùn ìbéèrè pàtàkì kan: báwo ni àwọn ohun ìdọ̀tí ṣe ń túká láti orísun wọn? Èéfín ọkọ̀, ìtújáde ilé iṣẹ́, àti àwọn èròjà eruku kì í ṣe ohun tí a lè ṣe láìròtẹ́lẹ̀; afẹ́fẹ́ ni ó ń gbé wọn, tí a sì ń so wọ́n pọ̀ mọ́ra nípasẹ̀ ìrúkèrúdò, lẹ́yìn náà ni a lè dúró nítorí agbára òòrùn tàbí kí òjò wẹ̀ wọ́n. Àwọn àpẹẹrẹ ìtújáde eléèérí lo àwọn ìṣètò ara láti ṣe ìṣirò iye àwọn ohun ìdọ̀tí ní ìjìnnà kan tí a fúnni láti orísun náà, ní gbígbé iyàrá afẹ́fẹ́, ìdúróṣinṣin afẹ́fẹ́, àti ilẹ̀ ayé yẹ̀ wò.
Bákan náà ló kan ìbàjẹ́ omi. Àwọn ìdọ̀tí tí ń wọ inú odò tàbí òkun ni ìṣàn omi ń gbé, tí a ti pò mọ́ omi, tí ó sì ń bá àwọn ìdọ̀tí ṣiṣẹ́ pọ̀. Lílóye àwọn ìlànà ìsinsìnyí àti àwọn ìlànà ìdàpọ̀ ṣe pàtàkì fún pípinnu àwọn ibi ìdọ̀tí tí ó ní ààbò, ṣíṣàfihàn àwọn ewu ìtújáde epo, tàbí ṣíṣe àwọn ọgbọ́n ìfọmọ́.
Físíkísì ìtànṣán àti ìyípadà ojúọjọ́
Ìyípadà ojúọjọ́ ni ọ̀ràn àyíká tó díjú jùlọ àti tó gbòòrò jùlọ. Físíìsì kó ipa pàtàkì nínú ṣíṣàlàyé àwọn ọ̀nà ìgbóná ayé, àwọn ìdáhùn ojúọjọ́, àti sísọtẹ́lẹ̀ ọjọ́ iwájú. Yàtọ̀ sí ipa ewéko, físíìsì ìtànṣán tún ní ipa ti àwọsánmà àti aerosols. Àwọsánmà lè tutù ayé nípa ṣíṣe àfihàn oòrùn (albedo), ṣùgbọ́n wọ́n tún lè gbóná rẹ̀ nípa dídí ìtànṣán infrared mú. Àwọn aerosol kan ń ṣe àfihàn ìmọ́lẹ̀ wọ́n sì ń tutù afẹ́fẹ́, nígbà tí èéfín (èéfín dúdú) ń gba ìtànṣán àti ó ń mú afẹ́fẹ́ gbóná.
Èrò albedo—ìpín ọgọ́rùn-ún ìtànṣán tí a tàn jáde—jẹ́ kókó pàtàkì kan. Yìnyín àti yìnyín ní àwọn albedos gíga. Nígbà tí yìnyín bá yọ́ nítorí ìgbóná, àwọn ilẹ̀ dúdú bí omi òkun tàbí ilẹ̀ tí kò ní ìhòhò máa ń gba ooru púpọ̀ sí i, èyí sì máa ń mú kí ìgbóná yára sí i. Èyí jẹ́ àpẹẹrẹ ìyípadà ìdáhùn rere tí a ṣàlàyé pẹ̀lú fisiksi tí ó rọrùn, ṣùgbọ́n ó ní ipa jíjinlẹ̀ lórí ètò ojú ọjọ́.
Agbára tó lè sọ di tuntun àti àwọn ìmọ̀ ẹ̀rọ tó jẹ́ ti àyíká
Físíkì kò dúró lórí òye àwọn ìṣòro; ó tún ń pèsè ìpìlẹ̀ fún àwọn ìdáhùn. Agbára tí a lè tún lò sinmi lórí àwọn ìlànà ti ara tí ó dára. Àwọn páànẹ́lì oòrùn ń ṣiṣẹ́ nípasẹ̀ ipa fọ́tòvoltaic, níbi tí àwọn fọ́tònù ti àwọn elekitironi tí kò ní ìmọ́lẹ̀ nínú àwọn ohun èlò semiconductor, tí ń mú ìṣàn iná mànàmáná jáde. Àwọn turbines afẹ́fẹ́ gbára lé aerodynamics àti ìyípadà agbára kinetic afẹ́fẹ́ sí agbára mekaniki àti lẹ́yìn náà agbára iná mànàmáná. Àwọn ilé iṣẹ́ agbára hydroelectric ń lo agbára òòfà ti omi tí ń sọ̀kalẹ̀, nígbà tí agbára geothermal ń lo ìgbésẹ̀ ooru láti inú eruku ilẹ̀ ayé.
Fisiksi tun ṣe atilẹyin fun awọn imọ-ẹrọ ṣiṣe agbara-agbara. Kikọ aabo ooru, apẹrẹ ategun adayeba, ina LED, ati paapaa awọn ọkọ ayọkẹlẹ ina mọnamọna gbogbo nilo oye ti gbigbe ooru, ina, oofa, ati awọn agbara eto. Paapaa awọn imọran ti o rọrun bii idinku pipadanu ooru (itọnisọna, convection, ati itankalẹ) le dinku lilo agbara ati itujade erogba ni pataki.
Wiwọn ayika ati ohun elo
Ìmọ̀ nípa àyíká gbára lé àwọn dátà gidigidi: ìwọ̀n otútù, ọriniinitutu, ìpele ìbàjẹ́, ìwọ̀n ìtànṣán, àti àwọn ìyípadà ìpele omi pàápàá. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò ìwọ̀n pàtàkì ni a bí láti inú àwọn ìlànà ti ara. Àwọn sensọ̀ ìwọ̀n otútù ń lo àwọn ìyípadà nínú resistance tàbí folti; àwọn satẹ́láìtì ń ṣe àkíyèsí ayé nípasẹ̀ sensọ̀ jíjìnnà tí ó da lórí ìpele elektromagnetic; àwọn àwòrán lidar ń lo àwọn èròjà afẹ́fẹ́ nípa lílo àwọn àtúnṣe lésà; àti àwọn seismographs àti àwọn sensọ̀ geophysical ń ran lọ́wọ́ láti ṣe àkíyèsí ìgbòkègbodò ayé tí ó ní í ṣe pẹ̀lú àwọn ewu àyíká.
Àwọn ìlọsíwájú nínú iṣẹ́ ẹ̀rọ abẹ́lé yọ̀ǹda fún ìtọ́jú tó yára àti tó péye. Fún àpẹẹrẹ, àwòrán sátẹ́láìtì lè ṣàwárí pípa igbó run, iná igbó, àti àwọn ìyípadà àwọ̀ òkun tó ní í ṣe pẹ̀lú ìtànná ewéko. Dátà yìí ń fúnni ní ìsọfúnni nípa ìpinnu, láti ètò ààyè títí dé ìṣàkóso àjálù.
Fisiksi ti ewu ajalu ayika
Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àjálù àyíká ní àwọn apá tó lágbára nípa ti ara: ìkún omi, ilẹ̀ ilẹ̀, ìjì, ìgbì ooru, àti àwọn ìgbì omi ìgbóná pàápàá. Àwọn ìgbì ooru ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ ojú ọjọ́ àti ìwọ́ntúnwọ̀nsì agbára ojú ilẹ̀. Ìkún omi ní ipa lórí agbára òjò, agbára ìṣàn omi, ìwọ̀n ìṣàn odò, àti àwọn ìyípadà lílo ilẹ̀ tí ó ń yí wíwọlé àti ìṣàn omi padà. Àwọn ìṣàn ilẹ̀ ní í ṣe pẹ̀lú ìwọ́ntúnwọ̀nsì agbára lórí àwọn òkè, ìfúnpá omi ihò, àti àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ ti àwọn ohun èlò.
Pẹ̀lú àwọn àpẹẹrẹ ara, a lè ṣẹ̀dá àwọn ètò ìkìlọ̀ ní ìbẹ̀rẹ̀ àti láti yàwòrán àwọn agbègbè tí ó ṣeé ṣe. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé àsọtẹ́lẹ̀ kì í ṣe pípé nígbà gbogbo—nítorí ìyàtọ̀ tó pọ̀ nínú ìṣẹ̀dá—àwọn ọ̀nà ti ara ń pèsè ìlànà iye fún dín ewu kù àti mímú ìmúrasílẹ̀ sunwọ̀n síi.
Ipari: fisiksi gẹgẹbi ipilẹ fun awọn solusan ayika
Fisiksi ninu imọ-jinlẹ ayika n ṣiṣẹ gẹgẹbi "ilana" fun oye agbaye ni ọna ti a le wiwọn: lati itan-oorun oorun ti o gbona Aye, si awọn iṣan afẹfẹ ti o n gbe idoti, si iyipada agbara ninu awọn imọ-ẹrọ ti o tunṣe. Pẹlu fisiksi, awọn ọran ayika le yipada si awọn awoṣe, awọn nọmba, ati awọn asọtẹlẹ ti a le danwo. Eyi ṣe pataki kii ṣe lati rọpo awọn oju-iwoye ti ara tabi awujọ, ṣugbọn lati ṣe afikun wọn. Awọn ipenija ayika jẹ ọpọlọpọ awọn ẹkọ; fisiksi pese ipilẹ ti o fun wa laaye lati rii awọn ibatan okunfa-ati-ipa ni kedere diẹ sii, ṣe apẹrẹ awọn imọ-ẹrọ mimọ, ati ṣe agbekalẹ awọn eto imulo ti o da lori ẹri.
Níkẹyìn, òye àyíká kò tó nípa wíwo “àyòyí” ní àyíká wa nìkan. A ní láti lóye àwọn ọ̀nà tí ó ń darí àwọn ìyípadà wọ̀nyẹn. Ibẹ̀ ni fisiksi ti wọlé: ṣíṣàlàyé, sísọ àsọtẹ́lẹ̀, àti ríran àwọn ènìyàn lọ́wọ́ láti gbé àwọn ìgbésẹ̀ ọlọ́gbọ́n láti pa ìdúróṣinṣin ayé mọ́.
