РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ураганчик: Буря в стакане

Чтобы изучить свирепый ураган или даже колоссальный шторм в атмосфере Юпитера – его знаменитое Большое красное пятно – совсем необязательно лезть в самое пекло. Можно внимательно присмотреться к обыкновенному мыльному пузырю.
Тэги:
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Ученые уже не первый год используют тонкие мыльные пленки для моделирования некоторых атмосферных явлений: дело в том, что и те, и другие настолько тонки в сравнении со своими размерами, что в ряде случаев ведут себя, почти как двухмерные структуры. Сравните: на Земле достаточно подняться на сотню километров вверх, чтобы оказаться уже в космосе, а если ехать в любую сторону из Москвы, то не всегда можно выехать даже за пределы области! Разница между размером атмосферы и ее толщиной составляет два порядка.

Турбулентные завихрения на плоской мыльной пленке тоже очень похожи на ураганы в земной атмосфере: они нередко образуют парные завихрения, вращающиеся в разных направлениях. Но в отличие от земной атмосферы, одинарные «ураганы» на ней не формируются. Поэтому для изучения этих процессов французские ученые во главе с Хамидом Келлаем (Hamid Kellay) сделали «мыльную модель» более реалистичной: взяв трубочку, они очень аккуратно выдули мыльную полусферу, которая покоится на окружности около 10 см диаметром.

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

Снизу эта полусфера слегка подогревалась, создавая прекрасную модель планетарной атмосферы. Более теплые мыльные потоки подымались к «полюсам», а на «высоких широтах» понемногу остывали. Благодаря едва измеримым перепадам толщины мыльной пленки она отражает свет под разными углами; эти волны интерферируют и создают радужные переливы, знакомые всем с детства. Это позволило ученым снять все происходящее на видео и легко проследить зарождение и весь жизненный цикл мыльных «ураганчиков».

РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ

И прежде всего они заметили, что в их модели (в отличие от плоских мыльных пленок) образуются вполне знакомые изолированные вихри «ураганчиков». По мнению Хамида Келлая, в плоской мыльной пленке течению турбулентных потоков мешают стенки, нарушающие процессы формирования таких объектов. Но на мыльной полусфере ученые наблюдали постепенное движение теплых течений с «экватора», которое иногда приводило к появлению «штормов», эпицентры которых двигались по случайной траектории со скоростью около 1 см/с.

Казалось бы, такие процессы имеют слишком мало общего с реальными ураганами в атмосфере, движение которых обусловлено рядом факторов, отсутствующих в мыльных пузырьках (к примеру, связанной с вращением планеты силой Кориолиса). Но даже траектория настоящих ураганов включает в себя массу случайностей, статистические свойства которых аналогичны этим мыльным «ураганчикам». Теперь ученые намерены заняться их детальным изучением, а также оценить их взаимодействия с окружающими мыльными течениями — по их мнению, эти взаимодействия также весьма сходны с тем, что творится в атмосфере во время колоссальных штормов.

Читайте также о колоссальном урагане Умберто («Стихия воздуха») и о том, как встретились два урагана на Юпитере («Ближе некуда»). Мы также рассказывали о технологиях, которые стоят за ежедневными — казалось бы, рутинными — сводками погоды: «Служение стихиям не терпит суеты».

Загрузка статьи...