Раскрыты некоторые механизмы атмосферных вихрей

Россия

• Ветер

Специалисты физического факультета Национального исследовательского университета "Высшая школа экономики" и Института теоретической физики имени Ландау Российской академии наук (НИУ ВШЭ и ИТФ РАН), Игорь Валентинович Колоколов и Владимир Валентинович Лебедев, главные научные сотрудники Международной лаборатории физики конденсированных состояний, предложили теорию, способную выделить факторы, ответственные за появление масштабных атмосферных вихрей - природных явлений, вроде циклонов, антициклонов или ураганов. Эти теоретические выкладки связывают внутреннее строение устойчивых вихревых образований (когерентных вихрей), которые появляются в процессе двумерной турбулентности, со статическими характеристиками гидродинамических колебаний, как следует из пояснений авторов работы.

Напомним, что турбулентность - это особое состояние жидкости или газа, для которого характерны непредсказуемые временные и пространственные изменения скорости вещества. Она существует за счет постоянного поступления энергии извне. Так, атмосфере энергию поставляет Солнце, за счет нагрева поверхности Земли. Материалы работы исследователей опубликованы в журнале Journal of Fluid Mechanics. Там же представлены численные результаты эксперимента по получению когерентных вихрей и их связь с особенностями хаотичных флуктуаций потоков, показан возможный процесс построения упорядоченности из хаоса.

Над проблемой изучения когерентных вихрей специалисты работали более десяти лет. В опубликованной статье отмечается, что образующиеся вихри имеют универсальное строение, если имеются промежутки, где азимутальная скорость не обусловлена расстоянием от центра и имеются в наличии некоторые статистические свойства флуктуаций. Установление этих связей дает возможность прогноза и понимания процессов движения и перемешивания различных слоев турбулентных потоков. В будущем это позволит заранее прогнозировать, а возможно, и управлять мощными атмосферными явлениями, часто несущими значительный ущерб и катастрофические последствия.

Вера Максимова, 07.02.2017 18:43