![Фото: Письма о геофизических исследованиях (2024 г.). DOI: 10.1029/2024GL108367 Земля и космос испытывают одну и ту же турбулентность](https://alltechreviews.ru/wp-content/uploads/2024/06/Исследователи-обнаружили-что-на-Земле-и-в-космосе-наблюдается-одинаковая.jpg)
Кредит: Письма о геофизических исследованиях (2024). DOI: 10.1029/2024GL108367
В статье, опубликованной в Письма о геофизических исследованияхИсследователи обнаружили, что турбулентность в термосфере подчиняется тем же физическим законам, что и ветер в нижних слоях атмосферы. Кроме того, ветер в термосфере преимущественно вращается в циклоническом направлении: против часовой стрелки в северном полушарии и по часовой стрелке в южном полушарии.
Полученные результаты раскрывают новый единый принцип для различных экологических систем Земли и потенциально могут улучшить будущее прогнозирование как земной, так и космической погоды.
Время от времени мы настраиваемся на просмотр последних прогнозов погоды, и хотя они дают нам хорошее представление о наших ежедневных атмосферных условиях, исследования, направленные на изучение того, как движется воздух на Земле, головокружительно сложны.
«На фундаментальном уровне мы изучаем взаимодействие кинетической энергии в атмосфере разных размеров и масштабов. Эта энергия в основном представлена в форме ветра и турбулентности. За десятилетия огромный объем данных дал нам представление о том, как это происходит. Энергия течет и рассеивается, влияя на погоду в тропосфере, самом нижнем слое атмосферы», — объясняет профессор Хуйсинь Лю с факультета естественных наук Университета Кюсю, который руководил исследованием.
«Мои исследования сосредоточены на движениях в верхних слоях атмосферы, особенно в термосфере, где мы изучаем соответствующие законы, управляющие динамикой и потоками энергии в регионе».
Термосфера — это часть атмосферы на высоте примерно 80–550 км над уровнем моря, которую часто называют воротами в космос. Это критически важный регион для космических операций, и именно здесь находится Международная космическая станция, а также большинство спутников. Здесь же образуются полярные сияния.
Лю сотрудничал с исследователем-метеорологом доктором Факундо Л. Поблетом из Института физики атмосферы Лейбница Университета Ростока, чья работа сосредоточена на динамике и турбулентности в нижних слоях атмосферы на высоте ниже 100 км.
«Мои исследования связаны с космической физикой, и я хотел посмотреть, сможем ли мы применить его метеорологические методы в моей области исследований», — объясняет Лю.
Команда проанализировала данные о ветре в термосфере с двух спутников: Challenge Minisatellite Payload (CHAMP) и Gravity Field and Steady State Ocean Circulation Explorer (GOCE). Используя эти данные, команда рассчитала структурную функцию ветра третьего порядка — статистическую величину, которая предоставляет информацию о базовой турбулентности. К своему удивлению, они обнаружили, что термосфера демонстрирует тот же закон масштабирования, что и нижние слои атмосферы.
«Это означает, что и термосфера, и тропосфера, несмотря на совершенно разные составы и динамику атмосферы, подчиняются одним и тем же физическим законам. То, как турбулентность движется, формируется и рассеивается в этих двух регионах, очень похоже», — продолжает Лю.
Несмотря на выдающиеся успехи в понимании термосферы, сложное взаимодействие турбулентности остается в значительной степени неуловимым, и команда рада, что их результаты проливают новый свет на этот малоизученный аспект динамики ближнего космоса.
«Подобно прогнозированию атмосферной погоды, понимание распределения энергии в термосфере жизненно важно для улучшения нашего понимания космической динамики», — заключает Лю. «Мы надеемся, что эти результаты могут быть использованы для улучшения прогнозирования космической погоды и обеспечения постоянной функциональности и безопасности спутниковых технологий, необходимых для повседневной жизни».
Больше информации:
Факундо Л. Поблет и др., Структурные функции зонального ветра в термосфере третьего порядка с использованием наблюдений CHAMP и GOCE, Письма о геофизических исследованиях (2024). DOI: 10.1029/2024GL108367
Предоставлено Университетом Кюсю
Цитирование: Исследователи обнаружили, что на Земле и в космосе наблюдается одинаковая турбулентность (7 июня 2024 г.), получено 8 июня 2024 г. с https://phys.org/news/2024-06-earth-space-turbulence.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любых добросовестных сделок в целях частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Содержимое предоставлено исключительно в информационных целях.