Физики из России выяснили, почему море мертвеет перед ураганом

4

Источник: РИА Новости

К такому выводу пришли российские ученые, опубликовавшие статью в Journal of Physical Oceanography.

При увеличении скорости ветра количество пены на воде возрастает. Она подавляет короткие волны и ветровую рябь, сглаживая поверхность воды. Сильный ветер уменьшает средние размеры брызг, что приводит к снижению сопротивления, создаваемого каплями. Это замкнутый круг, потому что из-за меньшего сопротивления ветер усиливается.

Юлия Троицкая

Институт прикладной физики РАН в Нижнем Новгороде

Все путешественники, сталкивавшиеся с ураганами и штормами в море, хорошо знают, что перед наступлением этого природного катаклизма и на первых стадиях его развития поверхность океана «мертвеет». Иными словами, она становится необычно спокойной и ровной из-за того, что с нее исчезает рябь и мелкие волны.

Когда стихия обрушивается на корабль, море начинает вырабатывать огромное число брызг, характер влияния которых на поведение ветров и водной толщи пока остается тайной для ученых из-за того, что их поведение крайне сложно просчитать и описать с точки зрения теории. Поэтому метеорологи и климатологи вынуждены опираться на данные эмпирических наблюдений при постройке прогнозов, что ухудшает их качество.

Российские физики выяснили, как образуется эта пена и нашли неожиданное объяснение тому, почему поверхность океана становится гладкой перед бурей, создав миниатюрный шторм в своей собственной лаборатории.

Заполнив небольшой канал водой и пропуская через него струю воздуха на большой скорости, ученые наблюдали за образованием капель при помощи сверхбыстрой камеры, способной получать десять тысяч кадров каждую секунду.

Как передает пресс-служба Российского научного фонда, поддержавшего эксперименты нижегородских исследователей, эти снимки помогли Троицкой и ее коллегам раскрыть механизм рождения этих брызг.

Ученые сравнивают его с тем, как раскрывается парашют во время прыжка с самолета или с формированием топливных аэрозолей в двигателях внутреннего сгорания. Сначала на водной поверхности появляется мелкое возвышение, которое вырастает в своеобразный жидкий «парус». Он раздувается в «парашют» — мембрану из водной пленки, окруженную более толстым ободком. Затем эта конструкция разрывается, образуя сотни брызг.

Их формирование, как обнаружили физики, не только способствует переносу тепла в атмосферу и усилению урагана, но и ведет к еще одному необычному последствию, если скорость ветра была выше определенного значения, около 21−22 метров в секунду.

Оказалось, что образование подобных «парашютов» одновременно ослабляет волны и ускоряет движение потоков воздуха у поверхности воды. Это, в свою очередь, приводит к формированию еще большего числа капель и еще большему подавлению волн.

В ближайшее время нижегородские ученые планируют провести подобный эксперимент с использованием аналога антарктических вод, близких к точке замерзания. Эти опыты, как надеются физики, покажут, есть ли различия в процессе формирования брызг в умеренных и высоких широтах и улучшат прогнозы погоды для арктической зоны.

Source link
[img]