Explorarea profundă a interacțiunilor ocean-atmosferă: Proiect PNRR coordonat de UBB

INTERACȚIUNILE ESENȚIALE DINTRE OCEANE ȘI ATMOSFERĂ FAC OBIECTUL UNUI PROIECT FINANȚAT PRIN PNRR ȘI IMPLEMENTAT DE UBB

Universitatea Babeş-Bolyai din Cluj-Napoca (UBB) implementează 11 proiecte finanțate în cadrul Componentei 9: Suport pentru Sectorul Privat, Cercetare, Dezvoltare şi Inovare, Iniţiativa 8: „Dezvoltarea unui program pentru atragerea resurselor umane înalt specializate din străinătate în activități de cercetare, dezvoltare și inovare”, a PNRR, fiecare din aceste proiecte având o finanțare de aproximativ 1,4 milioane de euro, pe o perioadă de 3 ani.

Unul dintre cele 11 proiecte, cu titlul „Nonlinear Studies of Stratified Oceanic and Atmospheric Flow/ Studii neliniare ale fluxului oceanic și atmosferic stratificat”, este coordonat de dr. Călin-Iulian Martin de la Universitatea din Viena și abordează una dintre cele mai urgente nevoi ale prezentului, respectiv obținerea unei înțelegeri aprofundate și cuprinzătoare a circulației oceanice la scară largă și a interacțiunilor ocean-atmosferă. Aceasta în condițiile în care, prin capacitatea remarcabilă de a stoca si elibera căldură de-a lungul unor perioade lungi de timp, oceanele joacă un rol activ și central în stabilizarea climei. În acest context, al cincilea raport de evaluare al Comitetului Interguvernamental pentru Schimbări Climatice a stabilit ca 93% din energia suplimentară rezultată din efectul de seră a fost absorbită de ocean. Cu toate acestea, în ciuda anumitor progrese făcute în înțelegerea interacțiunilor ocean-atmosferă, există încă multiple deficiențe, precum:

(i) structura verticală complicată a curenților oceanici este în mare măsură ignorată, fiind tratat pană acum, preponderent, doar cazul irotațional;

(ii) stadiul actual al teoriei este aproape exclusiv linear, ceea ce inseamnă că, până acum, au fost luate în considerare doar situațiile care presupun că mărimile fizice implicate satisfac relații simple, de proporționalitate;

(iii) efectele geofizice (ce provin din rotația Pământului) sunt în mare parte ignorate;

(iv) curgerile de apă tri-dimensionale sunt foarte puțin înțelese;

(v) studiile atmosferice pornesc, de obicei, de la modelare ad-hoc, bazată pe simplificări euristice ale ecuațiilor ce guvernează mișcarea sau pe date observaționale.

Acest proiect își propune să remedieze deficiențele semnalate anterior, dezvoltând în același timp instrumente matematice care au potențialul de a conduce către o mai bună înțelegere a dinamicii oceanelor și a atmosferei. Însă această sarcină este deosebit de complicată, având dificultăți generate de lipsa unei relații de proporționalitate intre mărimile fizice ce apar în ecuațiile care guvernează mișcarea și în condițiile de pe frontieră. Altă dificultate constă in faptul că frontiera fluidelor este variabilă in timp.

Obiectivele declarate vor fi atinse prin folosirea aproximărilor care păstrează structura ecuațiilor de guvernare neliniare, urmată de deducerea unor ecuații model care încorporează regimul undelor lungi, precum și regimul undelor intermediare. În ceea ce privește propagarea undelor atmosferice, se va folosi o procedură de non-dimensionalizare în sistemul hibrid de coordonate sferice-geopotențiale, utilizând, de asemenea, și metode derivate recent pentru curgeri stratificate.

„Din punctul de vedere al universităţii noastre, acest proiect vine să completeze rezultate foarte profunde obţinute în modelarea matematică a fenomenelor şi proceselor din natură (mecanică, biologie, medicină, economie) de către grupuri de cercetare din cadrul Facultăţii de Matematică şi Informatică a UBB, prin introducerea unei noi teme de cercetare, şi anume modelarea circulației oceanice și a interacțiunilor ocean-atmosferă”, deeclară prof.dr. Adrian Petruşel, prorectorul UBB responsabil de Cercetare, Dezvoltare şi Inovare.