Εξελιγμένη διόδευση ταμιευτήρα (refined reservoir routing—RRR) και εφαρμογή της στο ισοζύγιο του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα

Η διόδευση ταμιευτήρα αποτελεί συνήθη διαδικασία στην υδρολογία, την υδραυλική και τη διαχείριση των υδάτων. Συνήθως βασίζεται στο ισοζύγιο μάζας (εξίσωση συνέχειας) και σε μια εννοιολογική εξίσωση που συνδέει το απόθεμα με την εκροή. Εάν η τελευταία είναι γραμμική, τότε υπάρχει αναλυτική λύση της προκύπτουσας διαφορικής εξίσωσης, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί άμεσα για την εύρεση της εκροής από γνωστή εισροή και για την απόκτηση μακροσκοπικών χαρακτηριστικών της διεργασίας, όπως είναι οι χρόνοι απόκρισης και παραμονής και οι συναρτήσεις κατανομής τους. Εδώ βελτιώνουμε το πλαίσιο διόδευσης ταμιευτήρα και το επεκτείνουμε για την εύρεση προσεγγιστικών λύσεων για μη γραμμικές περιπτώσεις. Το προτεινόμενο πλαίσιο μπορεί επίσης να είναι χρήσιμο για κλιματικές διεργασίες, όπως η περιγραφή του ισοζυγίου μάζας του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα και ο προσδιορισμός των χαρακτηριστικών χρόνων παραμονής, που έχουν αποτελέσει αντικείμενο διαμάχης. Η εφαρμογή του θεωρητικού πλαισίου οδηγεί σε εξαιρετική συμφωνία με τα δεδομένα του πραγματικού κόσμου. Με τον τρόπο αυτό, ποσοτικοποιούμε εύκολα τις ατμοσφαιρικές ανταλλαγές άνθρακα και εξάγουμε αξιόπιστα αποτελέσματα, χωρίς να χρειάζεται να καταφύγουμε σε πολύπλοκα κλιματικά μοντέλα. Ο μέσος χρόνος παραμονής του ατμοσφαιρικού διοξειδίου του άνθρακα αποδεικνύεται ότι είναι περίπου τέσσερα χρόνια και ο χρόνος απόκρισης είναι μικρότερος από αυτόν, αντικρούοντας έτσι τις πολύ μεγαλύτερες επικρατούσες εκτιμήσεις.