Сибирские физики изучают закономерности геофизических течений на Земле и других планетах
Сотрудники Института гидродинамики им. М.А. Лаврентьева СО РАН представили установку для изучения вращающихся стратифицированных жидкостей: вихрей и морских течений на Земле и других планетах Солнечной системы. Установка поможет в моделировании процессов изменения климата.
Изменения климата связаны с взаимодействием атмосферы и океана. Если для моделирования циркуляции воздуха в атмосфере достаточно данных за несколько месяцев, то для океана нужно будет взять в расчёты порядка трёх тысяч лет — это гигантский, очень медленно реагирующий резервуар, на поведение которого влияет множество констант.
«Например, у жидкости плотность меняется с глубиной, и в зоне скачка плотности распространяются линзы промежуточной плотности. Обычно они не учитываются в описании течений, хотя переносят с собой различные питательные вещества, аномалии температуры и так далее», — объяснил главный научный сотрудник лаборатории экспериментальной прикладной гидродинамики ИГиЛ СО РАН доктор физико-математических наук Евгений Ерманюк.
В ИГиЛ СО РАН появилась установка для изучения подобных явлений, представляющая собой вращающуюся платформу с жидкостью, оборудованную различными датчиками. Прибор изготовлен в Новосибирске.
Демонстрационный эксперимент, показывающий вращение тёплой (красная жидкость) и холодной (зелёная жидкость) воды. Банка со льдом играет роль Северного полюса
На этой установке можно исследовать не только циркуляцию земных ветров и океанических течений, но и моделировать вихри у северного полюса Юпитера, инерционные волны на Солнце и так далее. Волновые процессы и организованные вихревые структуры существуют даже в жидком ядре Земли и оказывают влияние на её магнитное поле.
«Мы пытаемся создать простые механические модели отдельных очень сложных объектов и выделить в них существенную физическую закономерность. Нам больше всего интересны именно долгоживущие крупномасштабные структуры, потому что они представляют наибольший интерес с точки зрения предсказания климата. Так, на Юпитере есть Большое красное пятно, его наблюдают там уже несколько сотен лет. На самом деле это просто шторм, который живет так долго, потому что планета огромная. В масштабах Земли определённый ураган может просуществовать несколько недель. Понимать, как долго он ещё не утихнет, очень важно для предсказания его разрушительной способности. Также важно знать частоту, с которой эти вихри возникают», — рассказал Евгений Ерманюк.
Модели локальных природных явлений, полученные в Институте гидродинамики СО РАН, затем интегрируются в более крупные российские климатически модели.
Источник: «Наука в Сибири».
