Взаимодействие между ветром и океаном — один из центральных элементов системы климата Земли.
Международная группа ученых под руководством доктора Марка Бакли из Института динамики прибрежных океанов Hereon добилась значительного прорыва в области высокоточной визуализации поверхности океана. В ходе уникального эксперимента в Тихом океане на плавучей измерительной станции FLIP они использовали специально разработанную лазерную систему, которая впервые в истории позволила зафиксировать движение потоков воздуха на высоте от нескольких миллиметров до одного метра над уровнем воды с высочайшим разрешением. Эти данные позволили обнаружить сразу два разных механизма взаимодействия ветра и волн, которые происходят одновременно, но проявляются по-разному в зависимости от длины волны.
Оказалось, что короткие волны длиной около метра движутся медленнее ветра, и потому создают зону разрыва потока воздуха. Ветер наталкивается на гребень волны, возникает перепад давления, и часть энергии ветра передается волне, усиливая ее. Длинные волны, достигающие до 100 метров, наоборот, движутся быстрее ветра и, уже благодаря собственной инерции, сами формируют воздушные потоки. Эти два механизма не исключают, а дополняют друг друга — просто работают они одновременно, в разных зонах морской поверхности.
Уникальность подхода заключается в применении лазерного луча, который проходит одновременно через воздух и воду. Зеленый свет, рассеиваясь в микрокаплях, распыляющихся в воздухе — как в тумане, подсвеченном солнечным светом — позволяет отследить мельчайшие движения воздуха. Одновременно, проходя через поверхность воды, лазер преломляется и дает информацию о структуре самой поверхности. Эта методика основана на технологии PIV (Particle Image Velocimetry), которая уже некоторое время применялась в гидродинамике, и теперь впервые была адаптирована для проведения исследований в открытом океане.
Источник: hi-tech.mail.ru