Эксперимент в лаборатории раскрыл механизмы распределения энергии в атмосфере Земли
Международная группа исследователей из Великобритании и Франции под руководством профессора Питера Рида из Оксфордского университета (University of Oxford) в ходе лабораторных испытаний успешно реконструировала ключевые механизмы энергетического обмена, протекающие в земной атмосфере.
Атмосферные потоки охватывают колоссальный диапазон масштабов — от глобальных струйных течений, протяженность которых измеряется тысячами километров, до мимолетных микровихрей. Их сложное взаимодействие описывается через механизмы каскадной передачи энергии и углового момента (меры вращательного движения), определяющие характер перераспределения сил в турбулентной среде.
Долгое время эмпирические метеорологические данные и теоретические расчеты демонстрировали существенные расхождения в понимании этих процессов. Для верификации физических основ ученые сконструировали установку, имитирующую условия планетарной циркуляции. Она представляет собой вращающийся резервуар, заполненный смесью воды и глицерина, где заданная разница температур между стенками моделирует естественный тепловой градиент от экватора к полюсам.
Источник: Shan-Shan Ding et al.
Динамика среды отслеживалась при помощи специальных микрочастиц-трассеров, что позволило детально измерить распределение энергии и углового момента на различных уровнях. Анализ показал: в макромасштабах энергия стремительно убывает при переходе к более мелким структурам, в то время как на микроуровне её концентрация остается практически неизменной. Данная корреляция полностью согласуется с реальными атмосферными измерениями.
Эксперимент подтвердил разнонаправленность каскадных процессов: энергия аккумулируется от малых вихрей к глобальным потокам, тогда как угловой момент мигрирует в противоположную сторону. Это проясняет структуру энергетического спектра атмосферы и его устойчивость в планетарных масштабах. При этом интенсивность данных процессов прямо зависит от скорости вращения системы и термического контраста.
Кроме того, была выявлена значимая роль вертикального температурного градиента в формировании характеристик каскадов. Этот фактор зачастую игнорируется в современных прогностических моделях, что, вероятно, и служит причиной их погрешностей.
Полученные выводы существенно уточняют физику турбулентных процессов и могут стать фундаментом для разработки более совершенных климатических прогнозов. Глубокое понимание механизмов энергообмена в атмосфере критически важно для моделирования её долгосрочных изменений в условиях глобальной трансформации климата.
Источник: iXBT
«Почта России» начала отправлять уведомления о посылках через мессенджер MAX
Почему дешёвая подсветка док-станции Flydigi заставила меня сделать свою собственную
Российские операторы потратили на рекламу 5G около миллиарда рублей за месяц
ИИ-модель OpenAI взломала чужой криптовалютный кошелек для оплаты комиссии в сети Ethereum
Xiaomi выпустила металлический чемодан с бесшумными колесами
PowerColor готовит компактную, но небыструю низкопрофильную Radeon RX 9050 8GB LP
SK Hynix анонсировала ультракомпактный процессор H-TPU для интеграции в SSD
Google распродает новые смартфоны Pixel 11 по рекордной скидке