Table of Contents
بارش یکی از بنیادی ترین پدیده های پیچیده در سیستم زمین است.این تنظیم دسترسی به آب، شکل مناظر، اکوسیستم ها و جوامع انسانی را تحت تاثیر قرار می دهد، علی رغم دهه های پیشرفت علمی، به طور دقیق پیش بینی الگوهای بارش باران، به ویژه در حال تغییر آب و هوا، چالشی نیرومند است، در حالی که ارزشمند، اغلب تنها بخشی از سیستم را به عنوان مثال، یک متخصص هواشناسی ممکن است یک تحقیق عملی بدون درک آب و یا تجزیه و هوا را انجام دهد.
پیچیدگی سیستم های باران
بارش در خلاء رخ نمی دهد، از بازخوردهای پیچیده بین اتمسفر، سطح زمین، اقیانوس ها و فعالیت های انسانی ظاهر می شود. درک این بازخوردها نیازمند تخصص است که زمینه های سنتی متعددی را در بر می گیرد.
رانندگان اتمسفر
فرایندهای جوی مانند آلودگی، سیستم های جلو و گردش های مونسانتال بر زمان و جایی که باران می افتد، هواشناسی از مدل ها برای شبیه سازی این فرآیندها استفاده می کند، اما دقت آنها بستگی به شرایط مرزی دارد که توسط سایر رشته ها ارائه می شود.برای مثال، داده های دمای سطح دریا از اقیانوس شناسی و اطلاعات رطوبت خاک از هیدرولوژی هر دو بر ثبات جوی و تشکیل بارش بدون ادغام این منابع قابل اعتماد، تاثیر می گذارد.
صفحه اصلی:
سطح زمین باران را از طریق توپوگرافی، پوشش گیاهی و ویژگی های خاک اصلاح می کند.کوه ها هوا را به سمت بالا، خنک کننده و باران یا بارش زمین، جنگل ها رطوبت ترانسپیر را اصلاح می کنند، که بعدا می تواند به عنوان باران پایین سقوط کند. مناطق شهری جزایر گرمایی ایجاد می کنند که الگوهای طوفانی را تغییر می دهند. زمین شناسان و هیدرولوژیست ها این بازخوردهای سطح زمین را مطالعه می کنند، که نشان می دهد که همان اختلال جوی می تواند باران های بسیار متفاوتی را در سراسر مناطق باران تولید کند.
تأثیرات انسانی
فعالیت های انسانی، از جنگل زدایی تا آبیاری تا انتشار گازهای گلخانه ای، در حال حاضر بر الگوهای بارش باران در مقیاس های منطقه ای و جهانی تأثیر می گذارد. دانشمندان محیط زیست و مدل های آب و هوایی بررسی می کنند که چگونه تغییرات پوشش زمین و آئروسول ها می تواند به طور کامل بر تشکیل و بارش ابر تأثیر بگذارد.
چرا رویکردهای تک رشته ای کوتاه می شوند
از لحاظ تاریخی، هواشناسی، هیدرولوژی، زمین شناسی و علوم زیست محیطی به عنوان زمینه های جداگانه با روش های متمایز و اصطلاحات توسعه یافته است، این ساختار سیلو دارای چندین نقص در هنگام استفاده برای تحقیقات باران است.
- مدل های مفهومی کامل: یک دیدگاه هواشناسی صرفاً از ذخیره سازی آب زیرزمینی و مسیرهای جریان چشم پوشی می کند، که خطرات سیل را بعد از طوفان در مقابل تعیین می کند، یک مدل هیدرولوژیکی خالص ممکن است ورودی های باران را غیر واقعی فرض کند، زیرا آنها مرا نادیده می گیرند.
- شکاف های داده: رادارهای آب و هوا اندازه گیری بارش aloft، اما شبکه های اندازه گیری باران زمینی در بسیاری از مناطق پراکنده هستند. زمین شناسان و اکولوژیست ها اغلب داده های مکمل (به عنوان مثال جریان، جریان، رطوبت خاک، سطح آب زیرزمینی) که می تواند تایید و بهبود تخمین باران، اما این مجموعه داده ها به ندرت در سراسر سازمان یکپارچه شده است.
- ] [مشرکانه: [ مدل های جوی بر روی سلول های شبکه ده ها کیلومتر کار می کنند، در حالی که فرایندهای هیدرولوژیکی بیش از متر متفاوت است. [ همکاری بین رشته ای کمک می کند تا تکنیک های کاهش یافته که این مقیاس ها را پل می کنند، تولید پیش بینی های محلی مربوطه.
هنگامی که رشته ها در انزوا کار می کنند، علم حاصل از نظر فنی ممکن است به تصمیمات دنیای واقعی در مورد مدیریت سیل، عملیات مخزن یا برنامه ریزی کشاورزی بی ربط باشد.
قدرت همکاری بین رشته ای
تحقیقات بین رشته ای به سادگی رشته ها را با هم اضافه نمی کند؛ دانش و روش های جدیدی ایجاد می کند که از یک زمینه واحد پدیدار نمی شوند.در زیر ادغام های کلیدی هستند که مطالعه بارش باران را پیشرفته کرده اند.
هواشناسی و هیدرولوژی
زمینه ترکیبی هیدرومتریکولوژی بر انتقال آب بین اتمسفر و سطح زمین تمرکز دارد.با اتصال مدل های جوی با مدل های هیدرولوژیکی، محققان می توانند نه تنها در جایی که باران سقوط می کند، بلکه همچنین چگونگی نفوذ، تبخیر و خاموش کردن آن را پیش بینی کنند.این ادغام پیش بینی سیل و نظارت بر خشکسالی را بهبود بخشیده است.
زمین شناسی و علوم خاک
زمین شناسان و دانشمندان خاک نقشه های دقیق از بستر، انواع خاک و قابلیت بهره وری که بر میزان نفوذ و فرار تأثیر می گذارد، کمک می کنند. باران سنگین در خاک های غنی از خاک رس می تواند سیل های فلش را تولید کند حتی اگر کل بارش ها کوچک باشد، در حالی که خاک های شنی ممکن است همان مقدار را با تیم های کم اجرا جذب کنند.در رشته ای از این داده های زمین شناسی برای بهبود مدل های باران و طراحی طبیعت مبتنی بر باران و راه حل های باران مانند راه حل های باران و باران و باران استفاده می کنند.
محیط زیست و علوم آب و هوا
تغییرات آب و هوایی الگوهای بارندگی در سطح جهانی را تغییر می دهد، و دانشمندان زیست محیطی کمتر قابل اعتماد هستند (حلقه های درخت، هسته های رسوبی) برای درک تغییرات باران طبیعی در اندازه گیری های مختلف، تغییرات آینده را در سناریوهای انتشار مختلف مطالعه می کنند.با ترکیب نورو-دود با شبیه سازی مدل ها، محققان می توانند بین چرخه های طبیعی و روش های انسانی تمایز قائل شوند.
علوم اجتماعی و سیاست
درک بارش کافی نیست؛ جوامع باید بر این درک عمل کنند.دانشمندان اجتماعی مطالعه می کنند که چگونه کشاورزان پیش بینی بارش باران را تفسیر می کنند، چگونه برنامه ریزان شهری سیستم های زهکشی را طراحی می کنند و چگونه ارتباط خطر بر رفتار عمومی در طول سیل، محققان چارچوب های قانونی آب و هوا که حقوق آب و یا کاهش سیل را اختصاص می دهند، تجزیه و تحلیل می کنند.این بینش ها اطمینان حاصل می کنند که دانش علمی به اقدامات سازگاری موثر ترجمه می کند.
مطالعات موردی و برنامه های کاربردی واقعی جهانی
چندین برنامه کاربردی با تاثیر بالا نشان دهنده ارزش عملی تحقیقات بارش های بین رشته ای است.
هشدار اولیه سیستم های هشدار دهنده
سیستم های هشدار اولیه، پیش بینی های هواشناسی را با داده های هیدرولوژیکی و زمین شناسی در زمان واقعی ادغام می کنند تا هشدارهای مربوط به سیل های فلش و سیل های رودخانه ای را صادر کنند.این رویکرد بین رشته ای به مدیران اضطراری زمان می دهد تا از مدل های متعدد آب و هوا، مشاهدات رطوبت خاک از ماهواره ها، و مدل های ارتقاء دیجیتال از علوم جغرافیایی جلوگیری کنند.
مدیریت شهری و طوفانی
شهرنشینی سریع سطوح بی نظیری ایجاد می کند که ریسک های فرار و سیل را افزایش می دهد. مهندسان، هیدرولوژیست ها و برنامه ریزان شهری در حال حاضر در سیستم های زهکشی شهری پایدار (SUDS) همکاری می کنند که تقلید از تحقیقات نفوذ طبیعی است که نشان می دهد سقف های سبز، باغ های باران و پیاده رو های قابل استفاده می توانند به اوج رسیدن به 30 تا 50٪ در طول طوفان های شدید، این راه حل های یکپارچه از آلودگی خاک (از جمله روش های زمین) و سیاست گذاری شده است.
تغییرات آب و هوایی برای کشاورزی
کشاورزان به بارش قابل اعتماد برای برنامه ریزی آبیاری و انتخاب محصول وابسته هستند. تیم های تحقیقاتی بین رشته ای پیش بینی های آب و هوایی را با مدل های زراعتی و تجزیه و تحلیل اجتماعی اقتصادی ترکیب می کنند تا استراتژی های سازگاری را توسعه دهند.برای مثال، در آفریقای زیرزمینی، مدل های آب و هوایی کشاورزی که برای تغییر الگوهای باران، انواع خاک و آب های محصول به کشاورزان کمک می کنند تا انواع مقاوم در برابر خشکسالی را انتخاب کنند یا تاریخ کاشت کنند، این توصیه های قوی تر از آن ها هستند.
چالش ها و مسیرهای آینده
علی رغم مزایای روشن، تحقیقات بین رشته ای با موانع نهادی و روش شناختی مواجه می شود. [۱] آژانس های بودجه اغلب در مرزهای انضباطی فعالیت می کنند، و پشتیبانی از پروژه های بزرگ همکاری دشوار است.سیستم های پاداش علمی هنوز هم مقالات تک نویسنده را بر روی چندین چارچوب آب اختصاص داده شده در زمینه های ارتباطات می تواند توسط اصطلاحات و فرضیات مختلف اپیدمیولوژیک برای غلبه بر این موانع، و دانشمندان در کنار هم قرار بگیرند. [۱]
پیشرفت های آینده احتمالا از ادغام عمیق تر ماشین آلات و تجزیه و تحلیل داده های بزرگ ارائه ابزار برای ترکیب مجموعه داده های ناهمگن (رادار، ماهواره، سنج، رسانه های اجتماعی) به سیستم های پیش بینی یکپارچه است. پروژه های علوم شهروندی می توانند گزارش های باران محلی را جمع آوری کنند که مدل های حقیقت زمین، در عین حال، دسترسی رو به رشد محاسبات ابری، مدل های زمان واقعی را قادر می سازد که با همکاری طوفانی که تنها شامل دانشمندان طبیعی و نه تنها شامل ذینفعان جامعه، بلکه شامل می شود، بلکه شامل دانشمندان اجتماعی، بلکه همچنین شامل می شود.
نتیجه گیری
پدیده های بارش باران برای هر رشته ای بسیار پیچیده است تا به طور کامل درک و پیش بینی کند.تحقیقات بین رشته ای ترکیبی از نقاط قوت هواشناسی، هیدرولوژی، علوم زیست محیطی و علوم اجتماعی برای تولید بینش است که دقیق تر، مرتبط و قابل اجرا از هشدار سیل به مدیریت آب هوشمند به سازگاری آب، برنامه های متعدد و با ریسک های زیست محیطی هستند، و باعث می شود تا بهترین روش های کمک رسانی برای تجزیه و تحلیل دانشمندان، و تحلیل، تنها به سازمان های علمی، و تجزیه و تحلیل دانشمندان، و تحلیل منابع انسانی، و تجزیه و تحلیل منابع انسانی، و تحلیل منابع انسانی، و تحلیل منابع انسانی، به منظور جلوگیری از منابع انسانی، ادامه دهد.