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OU气象学家的云皇冠体育研究得到国家科学基金会的认可

2022年2月24日

OU气象学家的云皇冠体育研究得到国家科学基金会的认可

Scott Salesky
斯科特Salesky

大多数人将云与雨或雪等降水联系在一起,但云影响许多大气过程。云的形成受到湍流的影响,湍流会造成风速、风向、温度、湿度和空气中水滴浓度的波动。然而,这些相互作用目前很难皇冠体育研究。

皇冠体育大气与地理科学学院的气象学助理教授斯科特·萨莱斯基(Scott Salesky)正在领导一项皇冠体育研究,该皇冠体育研究将改进云在天气和气候模型中的表现方式。这个为期五年的项目由美国国家科学基金会提供的763,930美元的教师早期职业发展(Career)奖资助。

“云对地球气候有非常重要的影响,”Salesky说。“人们对温室气体在气候中的作用有很多关注,但云也非常重要。云可以反射太阳辐射,云层覆盖的变化对气候的影响可能与温室气体的增加一样重要。

“云的有趣之处在于,在不同的空间尺度上发生的许多过程都是耦合在一起的,”他补充说。“在非常小的尺度上,云滴形成和生长,它们可以与湍流相互作用,从而影响大规模的云特性,例如云的寿命,它们反射的阳光的多少(我们称之为反照率),以及云中液滴的大小,这可以决定它沉淀的速度。”

该项目将模拟数百万云滴与湍流之间的小规模相互作用,并允许皇冠体育研究人员跟踪云滴的位置、运动和大小,因为它们相互作用形成、生长和蒸发。

“当你运行一个天气或气候模型时,这些小尺度的过程都无法解决,所以我们正在学习如何准确地表示这种小尺度液滴的形成和增长,以及它是如何受到大尺度天气和气候模型中的湍流的影响的,”Salesky说。“从这个非常小尺度的信息中,我们将更好地理解湍流和我们所说的微物理学之间的相互作用——液滴的形成、生长和蒸发。”

Scott Salesky with students Brian Green and Leia Otterstatter.
Scott Salesky和学生Brian Green和Leia Otterstatter。

在项目的后期阶段,Salesky计划使用他开发的模拟来提高气象学家对湍流和云之间相互作用的基本理解,并了解如何更好地在天气和气候模型中模拟云的过程。

该项目还支持一个教育组成部分,以增加其他STEM领域学生在大气科学领域的皇冠体育研究生入学率,并制定将工程和物理概念与大气科学联系起来的课程计划。

“大多数申请气象学皇冠体育研究生课程的人都有气象学学士学位,”Salesky说。“我们希望与来自物理、工程和其他背景的学生合作,利用他们在流体动力学等概念方面的经验,拓宽我们领域的专业知识。”

萨勒斯基正在与劳顿的卡梅伦大学、切克沙的皇冠体育科学与艺术大学和爱德蒙的皇冠体育中央大学的教员合作,测试他将开发的在气象背景下教授物理概念的课程计划。然后,教师合作伙伴将对课程计划提供反馈,以便最终版本可以通过开放大学K20中心(一个全州范围的皇冠体育研究和开发中心)的K20学习库公开发布。与皇冠体育州大学的合作还将为来自这三所学校的学生提供本科生皇冠体育研究皇冠体育,让他们在皇冠体育大学获得大气科学皇冠体育研究的经验。

俄勒冈大学大气与地理科学学院院长贝里恩·摩尔说:“萨勒斯基教授获得美国国家科学基金会职业奖听起来很有技术含量,而且相当先进。它在主题上也非常重要,是一位年轻科学家的非凡成就。

他补充说:“斯科特不仅将推动重要科学的发展,而且还将增加物理学和其他STEM领域的本科生对大气科学的参与。”“他的科学皇冠体育研究和教学都着眼于未来,对此我们既自豪又感激。”

“CAREER:通过多尺度数值模拟推进对云中湍流-微物理相互作用的理解”项目由美国国家科学基金资助,项目编号:2142982.