В лабораторных условиях группа ученых показала, что слабо связанные хаотические атмосферные системы могут синхронизироваться. Исследования помогут выйти на новые уровень понимания климатических явлений. Ученые смогут делать более точные предсказания в изменениях климата, погодных явлений, сообщает «АгроНовости».
Уже давно метеорологи предложили теорию о том, что изменения климатических условий в одной географической точке ( изменения температур над Тихим океаном -например) могут влиять на изменение климатических условий в другой точке мира ( например, ураганы в восточной части США).
Но прямых доказательств этому не было. Такая связь объяснялась возникновением волн с возрастающей амплитудой ( «эффект бабочки»). Другие процессы, такие как лазеры и электрические цепи, в разных точках пространства, могут создать два хаотических, но и синхронизированных сигнала. Синхронизация таких процессов происходит благодаря слабым взаимодействиям, но никто не может продемонстрировать это явление в жидкой среде.
Ученые пытались смоделировать атмосферу в лабораторных условиях, используя вращающиеся цилиндры, заполненные смесью глицерина и воды. Эксперимент проводился так: вдруг в друга были вставлены цилиндры. Пространство между внешними и внутренними цилиндрами заполняет жидкость. Внутренний цилиндр охлажден, а внешний нагрет. Данное состояние цилиндров эмулирует температурную ситуацию на Земле (полюс и экватор). С помощью внешних «резервуаров тепла», поддерживается нужная температура цилиндров. «Резервуары тепла» — шланги с водой, проходящие вдоль стенок цилиндров. Такая модель из цилиндров достаточно точная, но она рассматривает потоки либо отдельно северного, либо южного полушарий.
Группа ученых из Оксфордского Университета для рассмотрения влияния погоды одного полушария на другое, использовала 2 одинаковых резервуара. «Резервуары тепла» соединялись между собой. Это соединение эмулировало тропические ветра, которые пересекают экватор Земли. Варьируя разницей температур между холодными и теплыми резервуарами, увеличивая или уменьшая скорость вращения цилиндров, ученые могут управлять «погодными явлениями».
В этом году в мае работа ученых опубликована в Physical Review Letters. Она показывает, что «циклоны», которые были сформированы с помощью двух вращающихся резервуаров с жидкостью, могут двигаться вместе, даже если потоки частично хаотические. Для точной проверки выдвинутой учеными теории, был разработан способ для измерения степени синхронизации двух не случайных и не периодических сигналов. При множественных проверках, ученые увидели, что синхронизация таких процессов может выполняться с помощью температурных процессов, без «эффекта бабочки». Ученые, применив к реальным погодным процессам разработанные методики, обнаружили, что сезоны тропических ливней и дождей в умеренных широтах расположены к синхронизации. Исследования и предложенная учеными математическая модель в будущем значительно помогут точнее предсказывать глобальные катаклизмы и погодные явления.
