МОСКВА, 19 мая. /ТАСС/. Исследователи из России создали математическую модель, которая описывает процесс формирования в быстро вращающейся жидкости или газе так называемых устойчивых когерентных вихрей - огромных закрученных потоков, которые могут возникать в атмосфере или Мировом океане. Данная разработка поможет точнее моделировать атмосферные и океанические течения, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.
"В атмосфере и в океане часто наблюдаются крупные вихри с характерными спиральными рукавами. Физики объяснили, как они формируются и почему сохраняют свою структуру. Полученные результаты помогают лучше понять внутреннее устройство крупных когерентных вихрей, которые возникают в океанических и атмосферных течениях на Земле и на других планетах", - говорится в сообщении.
Как объясняют авторы этой разработки, профессор НИУ ВШЭ Сергей Вергелес и его коллега по вузу Леон Огородников, в атмосфере и гидросфере Земли протекает большое множество различных турбулентных процессов, которые заметно отличаются друг от друга тем, как ведут себя и движутся внутри них частицы. Проследить движение каждой частицы в таком потоке невозможно, поэтому исследователи описывают его через усредненные характеристики.
Российские физики разработали подход, который позволяет моделировать процессы внутри так называемых устойчивых когерентных вихрей, поведение которых в прошлом было относительно слабо изучено. В атмосфере такие вихревые структуры хорошо видны в циклонах и антициклонах: облака в них собираются в спиралевидные рукава, образуя плотные протяженные области.
Проведенные исследователями расчеты помогли им определить то, как связаны друг с другом три разных скорости движения частиц, в том числе движение от оси вихря, а также движение по кругу вокруг или вдоль его оси. Оказалось, что скорости в точках, расположенных вдоль одной дуги вихря, остаются связанными даже на больших расстояниях, при этом в направлении от центра вихря эта связь быстро ослабевает.
Как отмечают физики, выявленные зависимости между этими скоростями позволяют объяснить формирование спиралей из облаков, а также другие процессы, протекающие внутри циклонов, антициклонов и океанических течений. Также схожие формы устойчивых когерентных вихрей могут в теории возникать и на других планетах, благодаря чему их изучение поможет ученым лучше понимать процессы, которые протекают на Марсе, Венере и недавно открытых мирах за пределами Солнечной системы.