Естественная наука, изучающая материю, энергию и их взаимодействия, составляющая основу климатических моделей.Физика — это естественная наука, изучающая материю, энергию и их взаимодействия, от мельчайших субатомных частиц до крупнейших космических структур. Она устанавливает фундаментальные законы, управляющие всем — от движения планет до поведения электронов в полупроводнике. В контексте климатических моделей физика предоставляет уравнения гидродинамики, термодинамики и переноса излучения, описывающие, как атмосфера, океаны и лёд реагируют на поступление энергии.
Физика как современная наука возникла в XVII веке с законов движения и всемирного тяготения Исаака Ньютона. В XIX веке область расширилась благодаря термодинамике и электромагнетизму, а в XX веке — благодаря теории относительности и квантовой механике.
Физика работает, выявляя универсальные принципы — такие как сохранение энергии, импульса и заряда — и выражая их в виде математических уравнений. Эти уравнения можно решать точно для простых систем или приближённо численно для сложных. В климатическом моделировании уравнения Навье-Стокса для течения жидкости связываются с уравнениями переноса излучения для моделирования энергетического баланса Земли, а статистическая механика связывает микроскопическое поведение молекул с макроскопической температурой и давлением.
Физика лежит в основе практически всех современных технологий — от смартфонов и GPS до медицинской визуализации и систем возобновляемой энергии — и является фундаментом климатического моделирования, используемого для прогнозирования будущего потепления.
Уравнения гидродинамики, используемые в климатических моделях, — те же самые, что описывают движение толпы в панике, как рассматривается в статье «Толпа как жидкость».
