Forskere udfordrer vores antagelser om virkningerne af planetarisk rotation

Jordens rotation forårsager Coriolis-effekten, som afleder massiv luft og vandstrømme mod højre på den nordlige halvkugle og mod venstre på den sydlige halvkugle. Dette fænomen påvirker i høj grad globale vindmønstre og havstrømme, og har kun betydning for store og langvarige geofysiske fænomener som orkaner. Størrelsen af ​​Coriolis-effekten, i forhold til størrelsen af ​​inertikræfter, er udtrykt ved Rossby-nummeret. I over 100 år, Forskere har troet, at jo højere dette tal er, den mindre sandsynlige Coriolis-effekt påvirker oceaniske eller atmosfæriske begivenheder.

For nylig, forskere ved Naval Postgraduate School i Californien fandt ud af, at selv mindre havforstyrrelser med høje Rossby-tal, som hvirvler i ubådens kølvand, er påvirket af Coriolis-effekten. Deres opdagelse udfordrer antagelser i selve grundlaget for teoretisk oceanografi og geofysisk væskedynamik. Holdet rapporterer deres resultater i Fysik af væsker .

"Vi har opdaget nogle store – og stort set oversete – fænomener i fundamental væskedynamik, der vedrører den måde, Jordens rotation påvirker forskellige geofysiske strømme, " Timour Radko, en oceanografiprofessor og forfatter på papiret, sagde.

Radko og Løjtnant Cmdr. David Lorfeld fokuserede oprindeligt på at udvikle nye ubådsdetektionssystemer. De nærmede sig dette problem ved at undersøge pandekagehvirvler, eller fladtrykt, aflange minihvirvler placeret i kølvandet på nedsænkede køretøjer. Hvirvler er forårsaget af hvirvlende vand og en omvendt strøm fra turbulens i vandstrømmen.

Sidste år, et hold ledet af Radko offentliggjorde en artikel i det samme AIP-tidsskrift om rotationskontrol af pandekagehvirvler, det første papir, der udfordrede det berømte "Rossby-reglen". I dette seneste papir, forskerne viste, gennem numeriske simuleringer, at indre stråler af kølvandet kan styres direkte ved rotation. De demonstrerede også, at udviklingen af ​​et uorganiseret finskala hvirvelfelt bestemmes af planetarisk rotation.

"Her kan vores opdagelse være kritisk, " sagde Radko. "Vi oplever, at cykloner fortsætter, men at anticykloner løser sig relativt hurtigt. Hvis anticyklonerne i kølvandet er lige så stærke som cyklonerne, det betyder, at kølvandet er frisk - fjenden passerede for ikke så længe siden. Hvis cyklonerne er meget stærkere end anticyklonerne, så er ubåden nok for længst væk."

Algoritmen, som forskerne udviklede, er baseret på den uensartede udvikling af cykloner og anticykloner, som er en konsekvens af planetarisk rotation. "Derfor, "Radko konkluderede, "sådanne effekter skal overvejes i de numeriske og teoretiske modeller af fineskala oceaniske processer i området 10-100 meter."