Подписывайтесь на наш телеграм канал @bioticregulation

9 марта 2011 [Публикации]
Конденсация, ураганы, лес и история метеорологии

В то время как наполеоновская армия замерзала на заснеженных просторах России, выдающийся швейцарский физик Жан-Андре Делюк размышлял над причинами дождя и ветров. В 1812 году он писал (Deluc, 1812, Gilberts Ann. d. Phys., 41, 162-194):

"Локальное выпадения дождя сопровождается порывами ветра различной силы, происходящими потому, что при превращении водяного пара в дождь образуется в некотором роде свободное от воздуха пространство. Это является причиной внезапных изменений направления ветра, которые прекращаются по мере того, как воздух восстанавливает свою первоначальную плотность" (наш перевод с английского перевода со старонемецкого д-ра Стефана Эмеиса).

Известный ученый (которому в ту пору исполнилось уже 85 лет) описал, таким образом, один из ключевых элементов конденсационной динамики атмосферы. При конденсации водяной пар "упаковывается" в тысячи раз меньший объем, занимаемый жидкостью. Это приводит к частичной вакуумизации области конденсации и превращает эту область в зону пониженного давления.

Однако это еще "не делает погоды". Вторым ключевым элементом является положительная обратная связь между конденсацией и движением воздуха. Атмосферная конденсация — удивительная реакция, она обусловлена движением влажного воздуха в определенном направлении — вверх! При подъеме воздух охлаждается, достигает точки росы, и водяной пар конденсируется. А движение вверх сопряжено с горизонтальным движением воздуха. Таким образом, чем больше вертикальная скорость, тем интенсивнее конденсация, а чем интенсивнее конденсация, тем больше падение давления и сильнее ветер.

По прошествии 199 лет после работы Делюка сегодня мы рады представить нашим читателям новую работу по конденсационной динамике ураганов "Радиальные профили скорости и давления для ураганов, вызываемых конденсацией". В работе показано, что из рассмотрения связанного с конденсацией падения давления можно, с использованием основных атмосферных параметров, объяснить наблюдаемые профили радиальной и вихревой — тангенциальной — скоростей в ураганах различной интенсивности. Теоретические профили давления также хорошо согласуются с наблюдениями.

Краткое изложение сути работы на русском языке можно прочитать здесь.

Подчеркнем, что эта работа — еще один кирпич в здании теории биотического насоса. Из утверждения о том, что ветер генерируется фазовыми переходами воды, следует, что естественные леса полностью определяют устойчивый (не ураганный!) транспорт влаги с океана на сушу и круговорот воды на суше. Сведение лесов сначала приводит к потере устойчивости (появлению ураганов, смерчей, засух и наводнений), а затем превращает сушу в пустыню. Обзор современного состояния теории биотического насоса недавно опубликован в специальном номере International Journal of Water "Water and the Complexities of Climate". Эту статью можно прочитать здесь.

Обсуждение этих результатов метеорологическим сообществом постепенно набирает силу. Мы рады сообщить, что после нашего недавнего Интернет-обращения был, наконец, найден недостающий второй рецензент для работы

Почему дует ветер?

На это понадобилось всего семь месяцев. Обсуждение работы продлено по крайней мере до 7 апреля 2011 года.