دستاورد جدید فیزیكدانان:
پیشرفت در پیش بینی آب وهوا با بهره گیری از قوانین فیزیک
بی دانلود: سیالات از نظر علمی عناصری آشفته هستند اما استفاده از یک روش جدید برای محاسبه حرکت این سیالات، جریان آنها را پیش بینی پذیرتر می کند. این روش برای پیش بینی وقوع توفان و گرِدباد کاربرد خواهد داشت.
به گزارش گروه علم و آموزش ایرنا از وبگاه سایِنس اَلِرت (Science Alert)، هنگامی که یک فیزیکدان مقداری شیر را در چای خود می ریزد و هم می زند، به این فکر می کند که انواع الگوهای هم خوردن نوشیدنی را حدس بزند؛ برای اینکه «آشفتگی» از مباحثی است که همیشه برای آنها جذاب بوده است.
فیزیکدانان مؤسسه فناوری جورجیا در آمریکا اثبات نموده اند که می توانند لحظاتی را که پریشانی (توربولانس) الگوهای قابل اندازه گیری را منعکس می کند، شناسایی کنند.
دانشمندان می توانند از این روش برای افزایش درک ما از هیدرودینامیک استفاده کنند؛ ضمن این که می توانند همه چیز را از پیش بینی وضع آب وهوا گرفته تا طراحی خودرو، بسیار دقیق تر انجام دهند.
رومن گریگوریُف (Roman Grigoriev)، فیزیکدان مؤسسه جورجیا، اظهار می کند: نزدیک به یک قرن است که پریشانی از نظر آماری به عنوان یک پروسه تصادفی توصیف شده است. نتایج ما نخستین نتیجه تجربی را ارائه می کند در خصوص این که در مقیاس های کوتاه زمانی مناسب، دینامیک پریشانی قطعی است و آنرا به معادلات حاکم قطعی اساسی مرتبط می کند.
پیش بینی سیال عمدتا به سبب نحوه تشکیل گرداب های کوچک یا گرداب ها در یک پریشانی دشوار است. هنگامی که مواد در یک خط مستقیم جریان می یابد، پیش بینی سرعت و مسیر حرکت آن آسان است. با هر جریان پیچش دار جدید، سطح جدیدی تشکیل می شود که می تواند گرداب های جدیدی تولید نماید.
گریگوریف می گوید: می توان پریشانی را به خودرویی تشبیه کرد که جاده های پی درپی را دنبال می کند. شاید بهتر باشد آنرا به قطاری شبیه دانست که نه فقط برمبنای جدول زمانی تعیین شده از یک راه آهن عبور می کند بلکه شکل آن نیز شبیه آن راه آهن است.
درست مانند راه آهن قیاسی ما، می توان پریشانی را به عنوان یک شبیه سازی عددی یا بوسیله مدلهای فیزیکی توصیف کرد. همانطور که جدول زمانی قطار برای رساندن شما به محل کارتان در سر ساعت معین مفید می باشد، اگر بخواهید پیش بینی های مطمئنی درباره ی پریشانی داشته باشید، پایبندی به یک رویکرد ریاضی لازم است.
به منظور پیداکردن راهی برای ساده سازی پیش بینی ها، تیم پژوهشی، مخزنی با دیواره های شفاف و مایعی حاوی ذرات ریزفلورسنت طراحی کرد. هدایت سیال بین یک جفت استوانه درحال چرخش مستقل و پیگیری محتویات درخشان آن مانند تماشای قطارهایی بود که در ایستگاه می چرخند.
تیم پژوهشی، با حل مجموعه ای از معادلات که حدودا ۲۰۰ سال پیش ابداع شد و هم سو کردن آزمایشات با نتایج ریاضی توانست تشخیص دهد که الگوهای خاص پریشانی که ساختارهای منسجم نامیده شده اند، چه زمانی پدیدار می شوند.
پیشرفت در پیش بینی زمان وقوع ساختارهای منسجم، دانشمندان را قادر می سازد آب وهوا را با دقت بیشتری پیش بینی کنند؛ ضمن این که امکان پیش بینی توفان ها و گردبادها را نیز فراهم می آورد.
این مطلب را می پسندید؟
(0)
(0)
تازه ترین مطالب مرتبط
نظرات بینندگان در مورد این مطلب