Chaos unter Kon­trolle: Wis­sen­schaftler nutzen einen „Schmet­ter­lings-Attraktor“, um das Wetter zu kon­trol­lieren und zu verändern

(von Charles Rotter)

Die Ergeb­nisse der Studie ver­sprechen zahl­reiche zukünftige Anwen­dungen, bei denen Wet­ter­ereig­nisse besser kon­trol­liert werden können, ein­schließlich der Aus­wir­kungen des Kli­ma­wandels. Hier die begut­achtete Veröffentlichung.

EUROPEAN GEO­SCI­ENCES UNION

Jahr­zehn­te­lange globale For­schung hat die große Frage auf­ge­worfen: Können wir das Wetter wirklich kon­trol­lieren? Laut einer Studie, die heute in der Zeit­schrift Non­linear Pro­cesses of Geo­physics ver­öf­fent­licht wurde, könnte dies bald unsere neue Rea­lität sein.

For­scher des RIKEN Center for Com­pu­ta­tional Science haben anhand von Com­pu­ter­si­mu­la­tionen gezeigt, dass extreme Wet­ter­phä­nomene durch kleine Anpas­sungen der Variablen im Wet­ter­system kon­trol­liert und ver­ändert werden können. Dazu ver­wen­deten sie ein in der Cha­os­theorie als „Schmet­ter­lings-Attraktor“ bezeich­netes System, das – wie die Flügel eines Schmet­ter­lings – einen von zwei Zuständen ein­nimmt und je nach kleinen Ver­än­de­rungen bestimmter Bedin­gungen zwi­schen den beiden Zuständen hin und her wechselt. Die Ergeb­nisse der Studie ver­sprechen viel­fältige Anwen­dungen in der Zukunft, wo Wet­ter­ereig­nisse besser kon­trol­liert werden können, ein­schließlich der Aus­wir­kungen des Klimawandels.

Der Schmet­ter­ling­s­at­traktor wurde erstmals von dem Mathe­ma­tiker und Meteo­ro­logen Edward Lorenz vor­ge­schlagen, einem der Begründer der modernen Cha­os­theorie. Lorenz zufolge bewirkten selbst kleinste Ver­än­de­rungen im Schmet­ter­lings­maßstab in seinen Com­puter-Wet­ter­mo­dellen eine Reihe von Wet­ter­ereig­nissen, die von strah­lendem Himmel bis zu wütenden Stürmen reichten, ohne dass das End­ergebnis vor­her­gesagt werden konnte. Seit Lorenz seine Studie 1972 erstmals vor­stellte, wurde seine Theorie des Schmet­ter­lings­ef­fektes sehr populär und ist es auch heute noch. Sie beinhaltet die Metapher, dass ein Schmet­terling, der in Bra­silien mit den Flügeln schlägt, in Texas einen Tornado aus­lösen kann.

Kon­stru­ierte „Natur-“ und Wetterkontrolle

Das RIKEN-Team begann, die Lorenz’sche Cha­os­theorie zu unter­suchen, um rea­lis­tische Mög­lich­keiten zur Abschwä­chung von Wet­ter­ereig­nissen wie sint­flut­artige Regen­fällen zu schaffen. Sie führten eine Wet­ter­si­mu­lation durch, die als die „Natur“ selbst (die Steuerung) fun­gierte, und führten dann weitere Simu­la­tionen mit kleinen Varia­tionen der Variablen durch, die die Kon­vektion beschreiben – wie sich Wärme durch das System bewegt. Bald ent­deckten sie, dass sie die „Natur“ so steuern konnten, dass sie in einem bestimmten Regime blieb, ohne in das andere zu wechseln, d. h. in einem bestimmten Flügel des Lorenz’schen Schmet­ter­ling­s­at­traktors, indem sie kleine Ände­rungen an der „Natur“ vornahmen.

„Wir haben erfolg­reich eine neue Theorie und Methodik ent­wi­ckelt, um die Kon­trol­lier­barkeit des Wetters zu unter­suchen“, sagt Tak­emasa Miyoshi vom RIKEN Center for Com­pu­ta­tional Science, der das For­schungsteam leitete. „Basierend auf der Beob­achtung der Sys­temsi­mu­la­tions-Expe­ri­mente, die in frü­heren Studien ver­wendet worden waren, waren wir in der Lage, ein Expe­riment zu ent­werfen, um die Vor­her­sag­barkeit zu unter­suchen, unter der Annahme, dass die wahren Werte (die Natur) nicht ver­ändert werden können, sondern dass wir die Idee dessen, was ver­ändert werden kann (das zu kon­trol­lie­rende Objekt), ver­ändern können.“

Eine Zukunft mit einer Tech­no­logie, das Wetter zu steuern?

Obwohl die Wet­ter­vor­her­sagen dank super­com­pu­ter­ba­sierter Simu­la­tionen und Daten­as­si­mi­lation ein hohes Maß an Genau­igkeit erreicht haben, hoffen Wis­sen­schaftler seit langem, das Wetter kon­trol­lieren zu können. Der Kli­ma­wandel hat die For­schung in diesem Bereich weiter inten­si­viert, da das Risiko extremer Wet­ter­ereig­nisse wie sint­flut­artige Regen­fälle und Stürme gestiegen ist.

Laut Tak­emasa eröffnet diese Studie den Weg zur Erfor­schung der Kon­trol­lier­barkeit des Wetters und könnte bald zu einer Tech­no­logie zur Wet­ter­kon­trolle führen. „Wenn diese For­schung umge­setzt wird, könnte sie uns helfen, extreme Stürme wie sint­flut­artige Regen­fälle und Taifune zu ver­hindern und abzu­schwächen, deren Risiko mit dem Kli­ma­wandel zunimmt.

Mit Blick auf die Zukunft sagt er: „In diesem Fall haben wir ein ideales nied­rig­di­men­sio­nales Modell ver­wendet, um eine neue Theorie zu ent­wi­ckeln, und in Zukunft planen wir, reale Wet­ter­mo­delle zu ver­wenden, um die mög­liche Kon­trol­lier­barkeit des Wetters zu untersuchen.“

——————————————————————-

JOURNAL

Non­linear Pro­cesses in Geophysics

DOI

10.5194/npg-29–133-2022 

METHOD OF RESEARCH

Com­pu­ta­tional simulation/modeling

SUBJECT OF RESEARCH

Not appli­cable

ARTICLE TITLE

Control simu­lation expe­riment with Lorenz’s but­terfly attractor

ARTICLE PUBLI­CATION DATE

28-Mar-2022

From Eure­kAlert!

Link: https://wattsupwiththat.com/2022/03/28/chaos-to-control-scientists-use-a-butterfly-attractor-to-control-and-change-the-weather/

Über­setzt von Christian Freuer für das EIKE

Quelle: eike-energie-klima.eu