Ученые воспроизвели ураганы в мыльных пузырях
Вихрь в мыльном пузыреФото: Hamid Kellay
Французские ученые предложили использовать движение жидкости в мыльных пузырях как альтернативу компьютерной симуляции перемещения воздуха в атмосфере. Исследование опубликовано в журнале Scientific Reports, кратко о нем можно прочитать на сайте Национального центра научных исследований Франции.
В исследовании ученые использовали половинки (полусферы) мыльных пузырей, закрепленные на специальной установке. Она позволяла надувать пузырь, нагревать его по контуру до нужной температуры, но избегать при этом нагревания воздуха внутри пузыря (это привело бы к конвекционному движению). Сверху над пузырем была установлена камера, которая записывала движение жидкости.
Используя такую установку, ученым удалось создать вихри, напоминающие ураганы в атмосфере Земли. Оказалось, что на основе наблюдений за начальной стадией эволюции мыльных вихрей, можно прогнозировать их максимальную интенсивность и длительность существования. Наблюдения также показали, что вращение пузыря приводит к тому, что вихри преимущественно двигаются к полюсу. Сравнение эволюции мыльных вихрей с данными по 150 тропическим штормам показало, что вихри настолько разной природы ведут себя сходным образом, хотя в одном случае речь идет о двумерном, а в другом — о трехмерном процессе.
Подробное математическое моделирование атмосферных вихрей затруднено сложностью этого процесса. Некоторые исследователи пытаются решить эту проблему, прибегая к более простым эмпирическим моделям. Например, американский физик Роберт Эрлих на основе такого моделирования обнаружил, что интенсивность тропических ураганов зависит практически только от двух факторов: температуры океанической воды и широты. Модель, учитывающая только эти факторы, хорошо согласовывалась с данными метеорологических наблюдений.
