ให้ความรู้เกี่ยวกับเรือ

อนุภาคขนาดเล็กในชั้นบรรยากาศซึ่งเรียกว่าละอองลอยและรวมถึงมลพิษสามารถเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์ได้ แต่ก็มักจะมีผลทำให้โลกเย็นลงเนื่องจากวิธีที่พวกมันทำปฏิกิริยากับเมฆ อย่างไรก็ตาม การประมาณขอบเขตของช่วงผลกระทบนั้นด้วยปัจจัย 10 ซึ่งไม่แม่นยำนักสำหรับบางสิ่งที่สำคัญมาก Yuan นักวิทยาศาสตร์การวิจัยร่วมของ Goddard Earth Sciences Technology and Research (GESTAR) II Center กล่าวว่า "สาเหตุของละอองลอยเย็นลงมากน้อยเพียงใดนั้นยังไม่ทราบแน่ชัด และนั่นคือที่มาของรางเรือ" ทะเลข้อมูล เมื่ออนุภาคมลพิษจากเรือเข้าสู่เมฆชั้นบรรยากาศต่ำ อนุภาคเหล่านั้นจะลดขนาดของละอองเมฆแต่ละหยดโดยไม่เปลี่ยนปริมาตรรวมของเมฆ นั่นทำให้พื้นที่ผิวของหยดน้ำมากขึ้น ซึ่งสะท้อนถึงพลังงานจำนวนมากที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกกลับสู่อวกาศและทำให้โลกเย็นลง เครื่องมือบนดาวเทียมสามารถตรวจจับความแตกต่างเหล่านี้ในขนาดหยด และโดยทั่วไปแล้วอากาศเหนือมหาสมุทรนั้นสะอาดมาก ทำให้เส้นทางเดินเรือที่ค่อนข้างแคบซึ่งคดเคี้ยวไปมาในมหาสมุทรเป็นเรื่องง่าย “เมฆดั้งเดิมส่วนใหญ่ไม่มีมลภาวะ จากนั้นบางส่วนก็ปนเปื้อนจากเรือ ซึ่งทำให้เกิดความแตกต่าง” Yuan อธิบาย แม้ว่าร่องรอยของเรือจะค่อนข้างชัดเจนในข้อมูลดาวเทียม แต่คุณต้องรู้ว่าจะหาได้จากที่ใด และมีเวลาและทรัพยากรในการค้นหา ก่อนที่ความก้าวหน้าในพลังการคำนวณและการเรียนรู้ของเครื่อง Yuan กล่าวว่า Ph.D. นักเรียนสามารถมุ่งเน้นที่วิทยานิพนธ์ทั้งหมดของพวกเขาในการระบุกลุ่มของเส้นทางเรือในข้อมูลดาวเทียม "สิ่งที่เราทำคือทำให้กระบวนการนี้เป็นไปโดยอัตโนมัติ" Yuan กล่าว กลุ่มของเขา "พัฒนาอัลกอริทึมเพื่อค้นหาเส้นทางเรือเหล่านี้จากทะเลข้อมูลโดยอัตโนมัติ" ความก้าวหน้าครั้งใหญ่นี้ทำให้พวกเขาสร้างแผนที่เส้นทางเดินเรือที่ครอบคลุมทั่วโลกในช่วงเวลาที่ขยายออกไป (18 ปี) ได้เป็นครั้งแรก ต่อไป พวกเขาจะแบ่งปันข้อมูลกับคนทั้งโลก เปิดประตูให้ทุกคนขุดค้นข้อมูลและค้นพบเพิ่มเติม พ.ร.บ.หายตัว แม้กระทั่งก่อนที่จะมีการบังคับใช้กฎจำกัดมลพิษ Yuan และเพื่อนร่วมงานของเขาพบว่ารอยเดินเรือไม่ได้เกิดขึ้นทุกที่ที่เรือแล่นไป เฉพาะพื้นที่ที่มีเมฆปกคลุมต่ำบางประเภทเท่านั้นที่มีเส้นทางเดิน เรือ ซึ่งมีประโยชน์สำหรับการปรับบทบาทของเมฆในแบบจำลองสภาพภูมิอากาศ พวกเขายังพบว่าหลังจากที่ยุโรป สหรัฐฯ และแคนาดาประกาศใช้พื้นที่ควบคุมการปล่อยมลพิษ (ECAs) ตามแนวชายฝั่งในปี 2558 รางเรือก็แทบจะหายไปในภูมิภาคเหล่านั้น ซึ่งแสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพของกฎระเบียบดังกล่าวในการลดมลพิษในเมืองท่า อย่างไรก็ตาม บริษัทเดินเรือไม่จำเป็นต้องลดมลพิษที่ปล่อยออกมาทั้งหมด แต่พวกเขาทำการเปลี่ยนแปลงเพื่อปรับให้เข้ากับกฎใหม่ ท่าเรือทางตอนเหนือของเม็กซิโก (ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของระบบ ECA) เห็นกิจกรรมเพิ่มขึ้น และ "จุดร้อน" มลพิษก่อตัวขึ้นตามแนวเขตแดนของ ECA เนื่องจากเรือเปลี่ยนเส้นทางเพื่อให้ใช้เวลาน้อยที่สุดภายในเขตจำกัด อย่างไรก็ตาม ในปี 2020 ข้อตกลงระหว่างประเทศได้กำหนดมาตรฐานที่เข้มงวดมากขึ้นสำหรับการขนส่งเชื้อเพลิงทั่วทั้งมหาสมุทรทั่วโลก แทนที่จะใช้เฉพาะบริเวณใกล้ชายฝั่ง หลังจากนั้น ร่องรอยของเรือเพียงลำเดียวที่อัลกอริธึมของทีมตรวจจับได้คือเส้นทางที่อยู่บนก้อนเมฆที่สะอาดที่สุด ในก้อนเมฆที่มีมลพิษเล็กน้อยในพื้นหลัง ร่องรอยของเรือที่สันนิษฐานว่าผสมกลมกลืนกัน ปริศนาสภาพอากาศ เห็นได้ชัดว่าการลดมลพิษจากเรือจะก่อให้เกิดประโยชน์สุทธิ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากอนุภาค (เช่น มลภาวะในการขนส่ง) มีผลทำให้เย็นลงเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับเมฆ การลดลงอย่างมากอาจทำให้อุณหภูมิโลกสูงขึ้นอย่างมีปัญหา Yuan กล่าว นั่นเป็นอีกเหตุผลหนึ่งที่สำคัญที่จะต้องเพิ่มระดับของมลพิษที่เป็นอนุภาคทำให้โลกเย็นลง หากผลการทำให้เย็นลงของมลพิษเหล่านี้และอนุภาคอื่นๆ มีนัยสำคัญ มนุษย์จะต้องสร้างสมดุลระหว่างความจำเป็นในการป้องกันภาวะโลกร้อนอย่างกว้างขวางกับความจำเป็นในการลดมลพิษในที่ซึ่งผู้คนและสิ่งมีชีวิตอื่นๆ อาศัยอยู่ ซึ่งทำให้เกิดทางเลือกที่ยากลำบาก "มลพิษจากเรือเพียงอย่างเดียวสามารถสร้างผลกระทบที่เย็นลงได้อย่างมาก" หยวนกล่าว "เพราะบรรยากาศเหนือมหาสมุทรนั้นสะอาดมาก" มีขีดจำกัดทางกายภาพในการรับละอองเมฆขนาดเล็ก ดังนั้นเมื่อถึงจุดหนึ่ง การเพิ่มมลพิษจะไม่เพิ่มเอฟเฟกต์การเย็นตัวของเมฆ แต่เหนือมหาสมุทร เนื่องจากพื้นหลังส่วนใหญ่ไม่มีมลพิษ แม้แต่มลพิษเล็กน้อยจากเรือก็มีผล มลพิษในมหาสมุทรยังเป็นตัวขับเคลื่อนที่มากเกินไปของเอฟเฟกต์ความเย็นของละอองลอย เนื่องจากเมฆที่ลอยต่ำซึ่งเอื้อต่อการสร้างเส้นทางเดินเรือนั้นมีอยู่ทั่วไปในน้ำมากกว่าบนบก และอย่างที่หยวนเตือนเราว่า "มหาสมุทรครอบคลุมพื้นที่สองในสามของพื้นผิวโลก" ภาพใหญ่ขึ้น ก้าวไปข้างหน้า Yuan และเพื่อนร่วมงานของเขากำลังช่วยไขปริศนานี้ด้วยการทำงานของพวกเขาต่อไปเพื่อกำหนดบทบาทของเมฆที่มีต่อสภาพอากาศให้แม่นยำยิ่งขึ้น "เราสามารถใช้ประโยชน์จากตัวอย่างติดตามเรือหลายล้านตัวอย่างที่เรามีในตอนนี้เพื่อเริ่มจัดการกับปัญหาปฏิสัมพันธ์ระหว่างละอองลอยกับเมฆโดยรวม" Yuan กล่าว "เพราะรางเรือสามารถใช้เป็นห้องปฏิบัติการขนาดเล็กได้" ด้วยการวิเคราะห์ข้อมูลจากระบบที่ค่อนข้างเรียบง่ายและมีการควบคุมอย่างดี - เส้นทางเดินเรือแคบ ๆ ที่วิ่งผ่านเมฆที่สะอาดมาก - พวกเขาสามารถได้ข้อสรุปที่พวกเขามั่นใจได้" ทีมวิจัยอื่นๆ ยังสามารถใช้ชุดข้อมูลและอัลกอริทึมของทีมเพื่อหาข้อสรุปของตนเอง ซึ่งขยายผลกระทบต่อสาธารณะที่อาจเกิดขึ้นจากงานนี้ จิตวิญญาณแห่งการทำงานร่วมกันนั้นจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์และชุมชนกำหนดวิธีที่ดีที่สุดในการรับมือกับความท้าทายระดับโลก เช่น มลพิษและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ