Таємниця урагану, що служить паливом для утворення надсильного вітру - ОКО ПЛАНЕТИ
Ось уже 20 років дослідження буксують навколо "рівняння урагану", яке виводиться із нашого розуміння механізму його утворення. Допустимо, ураган сформувався над океаном. Це сталося через конвективне піднесення теплого та вологого повітря, конденсацію водяної пари з виділенням прихованої теплоти пароутворення. Але якщо ми задаємо потрібні цифри замість змінних, у нас ніяк не виходить така велика швидкість вітру, яку можна спостерігати насправді.
Добре відомо, що що більше вітер, то більше вписувалося хвилі лежить на поверхні води. Хвилі - це природна "шорсткість", яка створює силу тертя вітру об поверхню. Якщо розглядати баланс між надходженням енергії та її поглинанням за рахунок тертя, то виходить, що чим сильніший вітер, тим масштабнішим буде це поглинання. Тобто хвилі мають "гасити" вітер, але насправді це не відбувається.
Наприкінці 90-х років американський дослідник Керрі Емануель висловив "божевільну" гіпотезу, яка не знайшла жодного відгуку в наукових колах. Він припустив, що тертя знижується, і опір поверхні океану навпаки падає при посиленні вітру. Але ж цього не може бути?
Тоді до осмислення цієї проблеми включилися співробітники Відділу нелінійних геофізичних процесів Інституту прикладної фізики РАН із Нижнього Новгорода.
"Наша ідея була простою: давайте повторимо ці експерименти в лабораторії. Давайте створимо "шматочок" урагану і подивимося, що відбувається з водною поверхнею. Тим більше є де!" - Розповіла доктор фізико-математичних наук, завідувачка Відділом нелінійних геофізичних процесів Юлія Троїцька.
Вона пояснила, що в інститутізнаходиться унікальна установка "Комплекс великомасштабних геофізичних стендів", до складу якої входить термостратифікований басейн з високошвидкісним вітрохвильовим каналом. Цей комплекс включений до реєстру установок національної значимості України.
Виникнення та відрив крапель при ураганних вітрах
Крім того, вчені зрозуміли, що ефект "згладжування" навіть не такий важливий для утворення сильного вітру в порівнянні з ефективним механізмом утворення бризок.
Пояснює Юлія Троїцька: "Нам було цікаво дізнатися: як саме відбувається це "згладжування"? Як вітер здуває гребені? пов'язаних із фрагментацією рідини, подібні "вітрила" вже були відкриті, тому що вчені активно вивчали механізм рідкого упорскування палива в двигуни внутрішнього згоряння. В англомовній літературі цей ефект називається bag breakup - "розірваний мішок". типу парашут".
Процес утворення крапель при ураганних вітрах
Вчені перерахували краплі та зрозуміли, що знайдено найефективніший механізм генерації бризок, який сильно змінює картину виникнення ураганів. Раніше вважалося, що бризки утворюються при розриві спливаючих бульбашок і їх кількість незрівнянно менша. Виявилося, що й перерахувати на натурні умови результати нижегородського лабораторного експерименту, стає зрозумілішим утворення таких сильних ураганних вітрів. Вчені зрозуміли, що є ефективним механізмом надходження енергії у ураганний вітер, тому скоро буде можливо прогнозувати руйнівну здатність тогочи іншого урагану.