Snefnug-accelerationer følger på mystisk vis et forudsigeligt mønster
Et vintereventyrland minder om bunker af fluffy, glinsende sne. Men for at nå jorden bliver snefnug fejet ind i den turbulente atmosfære og hvirvler gennem luften i stedet for at styrte direkte til jorden.
Nedbørens vej er kompleks, men vigtig for mere end blot skiløbere, der vurderer det potentielle pudder på deres alpine ferie eller skolebørn, der håber på en snedag. At bestemme snefnugs faldhastighed er afgørende for at forudsige vejrmønstre og måle klimaændringer.
I Physics of Fluids , rapporterer forskere fra University of Utah snefnugaccelerationer i atmosfærisk turbulens. De fandt ud af, at uanset turbulens eller snefnugstype følger accelerationen et universelt statistisk mønster, der kan beskrives som en eksponentiel fordeling.
Artiklen, "A universal scaling law for Lagrangian snowflake accelerations in atmospheric turbulence," er forfattet af Dhiraj Kumar Singh, Eric R. Pardyjak og Timothy Garrett.
"Selv i troperne begynder nedbør ofte sin levetid som sne," sagde forfatteren Timothy Garrett. "Hvor hurtigt nedbøren falder, har stor indflydelse på stormens levetid og baner og omfanget af skydække, der kan forstærke eller mindske klimaændringer. Blot små justeringer i modelrepræsentationer af snefnugs faldhastighed kan have vigtige indvirkninger på både stormprognoser og hvor hurtigt klimaet kan forventes at opvarme til et givet niveau af forhøjede drivhusgaskoncentrationer."
Holdet, der er etableret i et skiområde nær Salt Lake City, kæmpede mod en hidtil uset 900 tommer sne. De filmede samtidig snefald og målte atmosfærisk turbulens. Ved at bruge en enhed, de opfandt, som anvender et laserlysark, indsamlede de information om snefnugs masse, størrelse og tæthed.
"Generelt finder vi, som forventet, at 'fluffy' snefnug med lav tæthed er mest lydhøre over for omgivende turbulente hvirvler," sagde Garrett.
På trods af systemets kompleksitet fandt holdet ud af, at snefnugaccelerationer følger en eksponentiel frekvensfordeling med en eksponent på tre halvdele. Ved at analysere deres data opdagede de også, at fluktuationer i terminalhastighedsfrekvensfordelingen fulgte det samme mønster.
"Snefnug er komplicerede, og turbulens er uregelmæssig. Problemets enkelhed er faktisk ret mystisk, især i betragtning af at der er denne overensstemmelse mellem variabiliteten af terminalhastigheder - noget tilsyneladende uafhængigt af turbulens - og accelerationer af snefnuggene, når de lokalt stødes af turbulens," sagde Garrett.
Fordi størrelsen bestemmer terminalhastigheden, er en mulig forklaring, at turbulensen i skyer, der påvirker snefnugs størrelse, er relateret til turbulensen målt ved jorden. Alligevel forbliver faktoren tre halvdele et mysterium.
Forskerne vil gense deres eksperiment denne vinter ved at bruge en tåge af oliedråber til at se nærmere på turbulens og dens indvirkning på snefnug.
Flere oplysninger: Dhiraj Kumar Singh et al., En universel skaleringslov for lagrangiske snefnug-accelerationer i atmosfærisk turbulens, Fysik af væsker (2023). DOI:10.1063/5.0173359
Journaloplysninger: Fysik af væsker
Leveret af American Institute of Physics
Varme artikler
-
Designer emulsionerETH-forskere har udviklet en proces, hvormed de specifikt kan stabilisere emulsionsdråber med en vis mængde partikler. Kredit:Jan Vermant/ETH Zurich-gruppen ETH-materialeforskere er ved at udvikle -
Luminescensmekanisme af blyfri dobbelt perovskit Cs2NaBiCl6 krystal under højt trykGrafisk abstrakt. Kredit:DOI:10.1021/acs.jpclett.1c02072 Højt tryk, som en ekstrem tilstand, effektivt kan ændre samspillet mellem atomer inde i et materiale, tvinger den elektroniske struktur og -
Banebrydende ny teknologi kan muliggøre 100 gange hurtigere internet ved at udnytte snoede lysstrå…Den miniature OAM nano-elektroniske detektor afkoder snoet lys. Kredit:RMIT Uinversity Bredbånds fiberoptik indeholder oplysninger om lyspulser, ved lysets hastighed, gennem optiske fibre. Men måd -
Ny kvantemetode genererer virkelig tilfældige talNIST-forskere har udviklet en metode til at generere tal, der garanteres at være tilfældige af kvantemekanik. Kredit:Irvine/NIST Forskere ved National Institute of Standards and Technology (NIST)
- Anvendelse af træer
- Undersøgelse udforsker biologi, påvirkning, forvaltning og potentiel distribution af destruktiv la…
- Truede planter og dyr i Costa Rica
- Hvor stor kan en planet være?
- Afsløring af afgørende virulente milRNA'er impliceret i den indledende infektion af Fusarium oxysp…
- Hvad er den fysiske ekspression af en allel?