Platformanın bütün imkanlarından yararlanmaq üçün
Qeydiyyatdan keç
və ya
Daxil ol
azAzərbaycanca
enİngiliscə
Kəpənəyi əhilləşdirmək: Xaos nəzəriyyəsi ilə havanı idarə etmək mümükündürmü?
1 mart 2024 18:19
127

Kəpənəyi əhilləşdirmək: Xaos nəzəriyyəsi ilə havanı idarə etmək mümükündürmü?

Xaos nəzəriyyəsi “kəpənək effekti” yaradan sahə kimi tanınır. Bu, hər hansı bir prosesi qurarkən hiss olunmayacaq qədər kiçik dəyişikliklərin nəticədə böyük fərq yarada biləcəyi fikridir.

50 il əvvəl MIT-də meteorologiya üzrə professor Edward Lorenz hava şəraitini əks etdirən kompüter proqramına bəzi rəqəmlər daxil etdi və sonra maşın işləyərkən bir fincan qəhvə almaq üçün çölə çıxdı. Qayıdanda o, elmin gedişatını dəyişə biləcək qədər nəzərə çarpan fərqin olduğunu gördü. Kompüter modeli temperatur və küləyin sürəti kimi xüsusiyyətləri təmsil edən 12 dəyişənə əsaslanırdı və bu dəyərlər zamanla yüksələn və enən xətlər kimi qrafiklər üzərində tərtib edilmişdi. Lorenz bu simulyasiyanı tətbiq edəndə bir dəyişəni .506127-dən .506-ya yuvarlaqlaşdırmışdı. O, kiçik bir dəyişikliyin proqramının iki aylıq simulyasiya edilmiş hava şəraitini tamamilə dəyişdiyini tapdı.

Gözlənilməz nəticə Lorenzə təbiətin işləməsi haqqında güclü bir anlayış verdi: "Kiçik dəyişikliklər böyük nəticələr verə bilər". Lorenz kəpənək effekti terminini işlətdikdən sonra bu ideya “ilkin şəraitdən həssas asılılıq” kimi tanınan dərin prinsipə çevrildi və bu, gələcəyin proqnozlaşdırılmasının demək olar ki, qeyri-mümkün ola biləcəyi ilə bağlı mühüm nəticəyə gətirib çıxardı.

Kəpənək effekti
Kəpənək effekti

Bir qanadın çırpılmasının nəticələri kimi, Lorenzin işinin təsiri əvvəlcə demək olar ki, görünməz idi, lakin geniş əks-səda verəcəkdi. 1963-cü ildə Lorenz tapıntılarını "Müəyyən edilmiş dövri axın" adlı bir məqalədə ümumiləşdirdi və on il ərzində meteorologiyadan kənar tədqiqatçılar tərəfindən istinad edildi. Lakin, bu fikir xaos nəzəriyyəsinin mərkəzi prinsipinə çevrildi və 1970-1980-ci illərdə meteorologiya, geologiya və biologiya kimi müxtəlif sahələrə sürətlə yayıldı. 

Bir çox tədqiqatçı Lorenzin işinin təbiət haqqında klassik anlayışı sarsıtdığını qəbul etdi. İsaak Nyutonun 1687-ci ildə nəşr etdiyi qanunlar nizamlı və proqnozlaşdırıla bilən mexaniki sistem olan "Saat mexanizmi kainatını" təklif edirdi. Eynilə, fransız riyaziyyatçısı Pyer-Simon Laplas bildirmişdir ki, "Əgər biz kainatın indiki vəziyyəti haqqında hər şeyi bilsəydik, o zaman heç nə qeyri-müəyyən olmazdı və gələcək də keçmiş kimi gözümüzün qarşısında olardı". 

Lorenz və başqaları temperatur, təzyiq və külək kimi müşahidə oluna bilən məlumatları emal edərək proqnozlaşdırıcı modellər hazırlamaq üçün təcrübələr aparmağa başladılar. 1950-ci illərin sonlarında o, mürəkkəb hava nümunələrinin statistik proqnozlaşdırma üsullarını qiymətləndirmək üçün kompüterdən istifadə edirdi. Bununla belə, onların bəzi simulyasiyaları reallıqdan uzaq olsa da o, dövri nümunələr və ya dəqiq təkrarlanan ardıcıllıqlar yaratdı. Belə bir nəticəyə gəldi ki, rəqəmin yuvarlaqlaşdırılmasında etdiyi qədər kiçik bir dəyişiklik zamanla böyük fərq yarada bilər. Yəni, sistem nə qədər çox dəyişkənliyə malik olarsa, təkrarlanan ardıcıllıq yaratma ehtimalı bir o qədər az olar. Bu həssaslıq uzunmüddətli hava proqnozunu çox çətinləşdirir.

RIKEN-in tədqiqat qrupunun alimləri güclü yağış kimi hava hadisələrini yumşaltmaq üçün xaos nəzəriyyəsini araşdıraraq perspektivli bir yanaşma irəli sürdülər. Bu araşdırma Edward Lorenz-in irəli sürdüyü kəpənək effekti prinsipinə əsaslanırdı. Bu məqsədlə tədqiqatçılar “təbii” idarəetmə rolunu oynayan bir hava simulyasiyasını həyata keçirdilər və sonra konveksiyanı (istiliyin sistemdə hərəkət yolu) müəyyən edən bir sıra dəyişənləri dəyişdirərək digər simulyasiyalar həyata keçirdilər. Tədqiqat nəticəsində müəyyən ediblər ki, bəzi dəyişənlərdəki kiçik dəyişikliklər sistemin müəyyən müddətdən sonra müəyyən vəziyyətə girməsinə səbəb ola bilər.

Günümüzdə havaya nəzarət etməyə çalışmaq, əlbəttə ki, yeni fikir deyil – məsələn, Paul McCartney 2004-cü ildə konsert zamanı yağışı dayandırmaq üçün göyə bir dəstə quru buz atmışdı. Tədqiqatçılar Lorenz kəpənəyindən mürəkkəb hava nümunələri üçün proksi kimi istifadə edərək, sistemdə kiçik dəyişikliklərin nəticəyə necə təsir edəcəyini görmək üçün sistem simulyasiya təcrübələrini (OSSE) kompüter tərəfindən yaradılan hava testinin bir növü müşahidə etdilər.

Paul McCartney-in havaya təsir etməsi ilə bağlı illustrasiya
Paul McCartney-in havaya təsir etməsi ilə bağlı illustrasiya

Bu gün hava şəraitini tənzimləyən üsullar olsa da, onların müvəffəqiyyət dərəcələri məhduddur. Məsələn, yağışın başlaması üçün atmosferə toxum səpmək olar. Ancaq bu proses yalnız atmosfer artıq yağışın yağa biləcəyi bir vəziyyətdə olarsa mümkündür. Müxtəlif geomühəndislik layihələri işlənib hazırlansa da, gözlənilməz uzunmüddətli təsirlərə malik ola bildiyi üçün həyata keçirilməmişdir.

Bu ideyanı tətbiq edərkən maksimum dərəcədə ətraf mühiti qorumağa önəm vermək lazımdır. Tədqiqat qrupuna rəhbərlik edən və RIKEN Hesablama Elmi Mərkəzində işləyən Takemasa Miyoshi deyir: 

Əgər reallığa çevrilsə, bu tədqiqat bizə güclü yağış və tayfun kimi ekstremal küləklərin qarşısını almağa və təsirini azaltmağa imkan verə bilər ki, bu da iqlim dəyişikliyi ilə riski artır.

4
Müəllif
Şərhlər