Bilim adamları, okyanus dalgaları üzerinde meydana gelen gizemli gizli fenomenleri ortaya çıkarmak için lazer kullanıyor

Yenilikçi bir lazer donanımlı araştırma platformu kullanan bilim adamları, hava ile geçiş bölgesinde bulunan daha önce gizli bir ortam keşfettiler. okyanus yüzeyi.

Yeni araştırmada iki rakip olduğunu ortaya koyuyor enerji Yüzey rüzgarları ve okyanus arasında meydana gelen değişimler, etkileyen karmaşık hava-deniz etkileşiminin daha derin bir şekilde anlaşılmasını sağlayan dalgalar ve diğer okyanus yüzeyi fenomenleri.

Okyanus yüzeyinin üzerindeki hava akışını sadece milimetrelik ölçümlerle haritalayan araştırma, uzun ve kısa dalgaların rüzgarla çok farklı şekillerde etkileşime girdiğini ve bu yüzey dinamiklerinin etkisi üzerine potansiyel olarak yeni bilgiler sunduğunu ortaya koyuyor. iklim Ve hava modelleriAtmosfer ve okyanus.

Lazer haritalaması gizli hava -deniz etkileşimlerini ortaya çıkarır

Burada Kıyı Okyanusu Dinamikleri Enstitüsü'nden Dr. Marc Buckley liderliğindeki araştırma, Pasifik Okyanusu'ndaki yüzen enstrüman platformunda (FLIP) özel bir lazer ölçüm sistemi kullandı.

Pasifik sularının yüzeyinin hemen üzerinde meydana gelen hava akışının ayrıntılı görüntülerini yakalayan bulgular, iki farklı rüzgar dalgası kuplaj işlemini ortaya çıkardı-aynı anda faaliyet gösteriyor, ancak çok farklı özellikler üretiyor.

Yaklaşık bir metre uzunluğunda olan kısa dalgalar, okyanus yüzeyini karşılayan rüzgardan daha yavaş hareket eder, bu da rüzgar tepeleri üzerinde ayrılırken ve enerjisini dalgalara aktardıkça basınç farklılıklarına neden olur.

Aksine, 100 metreye kadar uzayabilen uzun dalgalar, rüzgardan önemli ölçüde daha hızlı hareket eder ve kendi kendine özgü hava akışı desenlerini üretir. Dalga alanının farklı bölgelerinde aynı anda meydana gelen bu ayırt edici süreçlerin kombinasyonu, okyanus ve yüzeye yakın rüzgarlar arasındaki “gizli dünya” da bir dizi karmaşık dinamiğe yol açar.

Airflow Insights iklim modellerini dönüştürebilir

Okyanus ve atmosfer arasındaki enerji, ısı ve sera gazı değişimleri arasındaki karmaşık etkileşim, gezegenin ikliminin ve hava sistemlerinin önemli bir itici gücü olduğundan bulgular önemlidir.

Araştırmacılar bu fenomenlerin arkasındaki temel süreçleri onlarca yıldır anlamış olsalar da, işteki daha ince ölçekli mekanizmaların geçmişte ölçülmesi zor olduğu kanıtlandığından, onlara neden olan dinamiklerin daha yakından incelenmesi faydalıdır.

Mevcut çalışmalarına dayanan Buckley ve ekip şimdi, araştırmacıların hava ve deniz arasında meydana gelen dinamiklerin daha kapsamlı bir resmini bir araya getirmelerine yardımcı olabilecek yer altı su hareketini eşit hassasiyetle yakalamayı hedefliyor.

Buckley, “Şimdiye kadar hiç kimse okyanus yüzeyine bu kadar yakın hava akışını ölçmedi, enerji değişim mekanizmalarını bu kadar ince bir ölçekte haritaladı” dedi.

“Gözlemlerimiz fiziksel bir sınıra ışık tuttu” diyor. “Bu, teorik çerçeveyi ilerletmemizi ve şimdiye kadar sadece kısmen anlaşılan hava -deniz değişim süreçlerinin daha doğru açıklamalarını geliştirmemizi sağlayacak.”

Lazerler okyanus yüzeyini 3D olarak yakalar

Hem havaya hem de suya nüfuz edebilen yeşil bir lazerle donatılmış olan ışın, lazer ışığı havada taşınan su damlacıklarına çarptığında dağılır, bu da en küçük miktarda hava akışı hareketini bile görünür kılar.

Karşılaştırıldığında, okyanus yüzeyinin altında, rüzgar güdümlü dalgalanmalar, araştırma ekibinin suyun ince konturlarının haritalarını üretmesine izin veren lazerin ışığının kırılmasına neden olur.

Teknoloji, araştırmacıların akış yapısı ve rüzgar hızının hassas ölçümlerini sunan akışkan dinamikleri araştırmacıları tarafından bilinen bir teknik olan parçacık görüntü velosimetrisi (PIV) dediği şeye dayanmaktadır.

Özellikle, PIV'in açık okyanusa ilk kez uygulandığını ve Buckley ve araştırma ekibinin hava ve deniz arasındaki sınırın her iki tarafının eşzamanlı görselleştirmelerini üretmesine izin veriyor.

Ekibin araştırması ayrıntılıydı Son bir makalede“Okyanus yüzey dalgaları üzerindeki hava akışı ayrılmasının doğrudan gözlemleri”, yayın için kabul edilen Doğa İletişimi.

Micah Hanks, Debey'in genel yayın yönetmeni ve kurucu ortağıdır. Uzay ve astronomiye odaklanan bilim, savunma ve teknoloji üzerine uzun zamandır bir muhabir, [email protected]. Onu x'de takip et @Micahhanksve micahhanks.com.