Вихри вампира сосут энергию друг друга

От скромной циркуляции воды в ванне коту под хвост к сильному шторму на Юпитере, вихри процветают путем всасывания энергии из меньших, сообщите об исследователях. Такое вихревое людоедство противоречит общему мнению, что вихри растут через доброжелательные слияния. Но это подтверждает известную гипотезу и могло помочь объяснить, как энергия перемещается через атмосферу и океаны.

В 1970-х Роберт Крэйкнэн доказал математически, что в двумерных ситуациях энергия должна вытекать из меньших вихрей к большим. Но просто потому что математика, сказанная так, не означала, что любой знал, как она произошла. (Действительно, в трех измерениях, потоках энергии от большего до меньших вихрей.) 2-ю догадку считали чрезвычайно важной, потому что много погоды является чрезвычайно двумерным; огромная ширина и ширина урагана делают свою толщину незначительной, например. Поскольку 2-й случай так важен для погодного предсказания, исследователи озадачивали в течение 30 лет по тому, как энергия фактически течет между вихрями в двух размерах.

В выпуске 3 марта Physical Review Letters Грегори Эйинк, физик в Университете Джонса Хопкинса в Балтиморе, Мэриленд и коллегах сообщает, что Kraichnan имел его право. Группа настроила водоем квадрата приблизительно 1 метра соленой воды, положил его на кровати магнитов и управлял электрическим током через воду горизонтально. Когда магнитное поле пересекло электрическую область, волнение родило сотни крошечных вихрей в соленой воде. Тогда большие вихри вступили во владение.

Бригада предприняла шаги вне статьи Крэйкнэна и предложила идею того, что продолжается. Машинное моделирование показало, что большие вихри протягивали меньшие. Вообразите маленький вихрь как связку концентрических кругов. Поскольку это простирается, путь перекручивания молекулы воды вокруг одного круга растянулся бы, и молекула замедлится, указывая, что маленький вихрь теряет энергию. Эта потерянная энергия, исследователи нашли, течет к большему вихрю поблизости. Энергетическое перемещение в атмосфере должно работать тот же путь: не через слияния, а скорее посредством враждебных поглощений, они завершают.

«Эта бумага дает очень новый и вероятный механизм», для потока энергии между вихрями в двух размерах, говорит Филип Маркус, вычислительный физик в Калифорнийском университете, Беркли. Убирать тот механизм должно быть полезно для улучшения погодных моделей, говорит он.

Добавить комментарий