Клімат та Довкілля — 3D Симуляції
🌍

Клімат, Екологія та Довкілля

Від парникового ефекту та вуглецевого циклу до динаміки екосистем — вивчайте зміну клімату через симуляції.

6 симуляцій Three.js · Canvas 2D · WebGL Atmosphere · Tectonics · Erosion

Симуляції категорії

Earth system dynamics — atmosphere, lithosphere and biosphere

Climate is a coupled, non-linear dynamical system with dozens of feedback loops. Positive feedbacks (ice-albedo, water vapor) amplify warming; negative feedbacks (blackbody radiation, clouds) stabilise temperature. Tipping points occur where positive feedbacks overcome negative ones — a qualitative change in system state that is difficult to reverse.

🌤️
★★☆ Середнє
Atmospheric Convection
Rayleigh-Bénard convection cells driven by a temperature gradient. Watch hot parcels rise, cool, sink — the fundamental mechanism behind weather, ocean circulation and Earth's mantle flow.
WebGL Convection Fluid Dynamics Buoyancy
🌋
★★☆ Середнє
Тектонічні плити
Voronoi-partitioned crustal plates driven by mantle convection. Watch divergent boundaries spread ocean floor, convergent zones subduct and collide, and transform faults slip — all in geological time.
Three.js Voronoi Plate Tectonics Subduction
🌪️
★★☆ Середнє
Tornado Dynamics
Supercell thunderstorm vortex: warm inflow meets rotating updraft. Tune wind shear, temperature lapse rate and moisture to trigger or suppress tornado formation. Particle debris orbit the funnel cloud.
Three.js Vortex Wind Shear Mesocyclone
⛰️
★★☆ Середнє
Terrain & Erosion
Procedural heightmap via layered Perlin noise. Hydraulic erosion simulation: water flows downhill, carries sediment and deposits it in valleys. Adjustable rainfall, erosion rate and terrain size.
Three.js Perlin Noise Hydraulic Erosion Heightmap
🌡️
★★☆ Середнє
Енергетичний баланс Землі
Zero-dimensional EBM: incoming solar − reflected (albedo) − outgoing longwave = dT/dt. Add CO₂ forcing, ice-albedo feedback and see equilibrium temperature shift. Abrupt tipping point visible at critical greenhouse levels.
Canvas 2D EBM Greenhouse Effect Albedo
🔄
★★★ Складне
Вуглецевий цикл
Чотирикамерна модель: атмосфера ↔ океан ↔ біосфера CO₂. Додайте антропогенні викиди і спостерігайте закисленням океану і зворотнім звʹязком вічної мерзлоти.
Canvas 2D Box Model CO₂ Ocean Acidification
🌊
★★☆ Moderate Нове
Підкислення океану
Реальна хімія карбонатів — pH, насиченість арагонітом та відбілення коралів із зростанням CO₂ від 280 до 1000 ppm.
Canvas 2D Хімія карбонатів CO₂

Key Concepts

Earth system science fundamentals

Energy Balance Model
Incoming solar Sₒ(1−α)/4 = outgoing σT⁴ at equilibrium. α is albedo (0.3 for Earth). Greenhouse gases reduce outgoing longwave → T rises until new balance. Climate sensitivity: ~3°C per CO₂ doubling including feedbacks. Ice-albedo feedback is a strong positive amplifier.
Plate Tectonics
Convection in the mantle drags rigid crustal plates. Divergent boundaries: melting mantle fills gap → mid-ocean ridge. Convergent: denser oceanic plate subducts under continental → volcanism. Transform: plates slide horizontally → earthquakes. Wilson cycle: oceans open and close over ~500 Ma.
Hydraulic Erosion
Water carries sediment s proportional to slope × velocity. Each droplet erodes when carrying capacity < limit, deposits when over capacity. Iterating millions of droplets carves realistic valleys, ridges and alluvial fans from a flat Perlin heightmap in seconds.
Lorenz Attractor & Climate
Lorenz (1963) derived his 3-variable ODE from a simplified Rayleigh-Bénard convection model. The strange attractor means: long-term climate statistics are predictable, but specific trajectories are not. "It is impossible to predict the weather more than two weeks ahead" — chaos, not randomness.

Learning Resources

Articles on Earth system science and climate modelling

Article Tectonic Plates — How They Move Mantle convection, plate boundaries, subduction zones and the Wilson cycle explained with interactive diagrams. → Article Perlin Noise & Procedural Terrain Octaves, persistence, lacunarity — build realistic heightmaps and biome maps from layered noise functions. → Article Earth's Energy Balance — the Physics of Climate Zero-dimensional EBM, Stefan-Boltzmann, greenhouse forcing, albedo feedback and tipping points. →
All articles →

Ключові Концепції

Теми та алгоритми, які ви досліджуєте в цій категорії

Парниковий ЕфектПоглинання ІЧ-випромінювання CO₂, H₂O, CH₄
Радіаційний ВпливДисбаланс енергії від зміни парникових газів (Вт/м²)
Океанська Циркуляція (AMOC)Термохалінний конвеєр та перенос тепла
Зворотний Зв'язок АльбедоПозитивні зворотні зв'язки лід-альбедо та хмари-альбедо
Вуглецевий ЦиклРезервуари вуглецю в океані, суші та атмосфері
EBM0D/1D радіаційна модель теплового балансу

🌍 Перевір свої знання про клімат

П'ять швидких запитань для перевірки розуміння кліматичної науки

Вікторина про клімат

Часті Запитання

Поширені запитання про цю категорію симуляцій

Як працює симуляція парникового ефекту?
Вхідне сонячне короткохвильове випромінювання майже безперешкодно проходить через атмосферу. Поверхня Землі поглинає його, нагрівається та випромінює довгохвильове (ІЧ) випромінювання. Молекули парникових газів поглинають і перевипромінюють це ІЧ.
Що таке радіаційний вплив?
Радіаційний вплив (RF) вимірює зміну енергетичного потоку (Вт/м²) на верхній межі атмосфери від зміни кліматичного чинника. МГЕЗК оцінює подвоєння CO₂ як ~3,7 Вт/м².
Як моделюється океанська циркуляція?
Термохалінна циркуляція (AMOC) рухається різницями густини через температуру та солоність. Симуляція моделює це як спрощену ящикову модель з обміном температури та солоності між частинами океану.

Про Симуляції Кліматології

Парниковий ефект, океанічна циркуляція, зворотний зв’язок лід-альбедо та кліматичні моделі

Симуляції кліматології моделюють пов’язані фізичні процеси, що регулюють енергетичний баланс Землі та зумовлюють довготривалі зміни клімату. Моделі енергетичного балансу розв’язують рівняння глобальної середньої температури.

Симуляції зворотного зв’язку лід-альбедо демонструють механізм позитивного зворотного зв’язку, що підсилює полярне потепління: коли лід тане, альбедо зменшується, поглинаючи більше сонячного світла.

Кліматичні симуляції — одні з найважливіших моделей у науці. Глобальні кліматичні моделі (GCM) розв’язують зв’язані рівняння океану та атмосфери для прогнозування майбутніх температур.

Other Categories