Земята и космосът споделят някои общи физични закони

НаукаOFFNews Последна промяна на 13 юни 2024 в 00:00 2597 0

емята от Международната космическа станция

Кредит NASA

Поглед над Земята от Международната космическа станция

В едно забележително изследване на Земята и космоса, изследователите са открили, че турбуленцията в горната атмосфера на Земята, известна като термосферата, отразява турбулентното поведение, наблюдавано в долната атмосфера.

Това интригуващо откритие подчертава единен принцип, лежащ в основата на разнообразните екологични системи на Земята, извършвайки потенциално революция в научния подход към прогнозирането на времето както на земната, така и на космическата среда.

Значение на турбуленцията

Турбуленцията е често срещано явление както в земната атмосфера, така и в космоса. В земната атмосфера турбуленцията влияе върху метеорологичните модели и авиацията, причинявайки въздушни трапове и непредвидими вятърни течения. Тази турбуленция възниква от различни фактори, включително температурни разлики и географски характеристики.

В космоса турбуленцията е също толкова важна. Тя влияе върху поведението на междузвездните газове, образуването на звезди и динамиката на планетарните атмосфери.

Например турбуленцията на слънчевия вятър влияе върху космическото време, оказвайки влияние върху сателитните комуникации и навигационните системи. Изследването на турбулентността обхваща и други небесни тела, като бурната атмосфера на Юпитер, която показва сложни и динамични метеорологични модели.

Изследването на турбуленцията и в двата контекста помага за подобряване на прогнозата за времето и безопасността на космическите мисии. Текущите изследвания имат за цел да разкрият универсалните закони, управляващи турбуленцията, предоставяйки прозрения, които могат да бъдат приложени в различни среди.

Това знание е от решаващо значение за усъвършенстване на нашите възможности за прогнозиране и смекчаване на ефектите от турбулентни явления както в земната атмосфера, така и в космоса.

Земната повърхност до границата на космоса

Термосферата, простираща се от приблизително 80 до 550 километра над морското равнище, е мястото, където е Международната космическа станция и множество сателити. Тук се образуват и хипнотизиращите полярни сияния.

Именно тук японско-германски научен екип е съсредоточил усилията, изследвайки динамиката и енергийните потоци в този спой на атмосферата.

Целта на изследователите е да приложат метеорологични техники, използвани при изучаване на турбуленцията в ниската атмосфера към термосферата.

Резултатите са изненадващи разкрития за приликите в турбулентността между тези изключително различни атмосферни слоеве.

Данните от сателити

Използвайки данни от два спътника, Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) и Gravity Field and Steady State Ocean Circulation Explorer (GOCE), изследователите извършват прецизен анализ. Те изчисляват структурната функция от трети ред на вятъра, сложен статистически инструмент, който хвърля светлина върху основните модели турбулентност.

В данни се вижда последователен закон за мащабиране, подобен на този, наблюдаван в тропосферата - най-долния слой на атмосферата .

Универсални закони в земната и космическата турбуленция

Заключението на проучването е, че въпреки драстичните разлики в състава и динамиката на атмосферата между термосферата и тропосферата, и двата региона се придържат към едни и същи физически закони. Начинът, по който се образува, движи и разсейва турбуленцията, е поразително сходен в тези две области.

Изследването обещава значително да подобри прогнозирането както на земното, така и на космическото време. Констатациите ще помогнат да се подготвим по-добре за предизвикателствата, породени от динамичната среда на космоса, ще подобри прогнозирането на слънчевите бури и други явления на космическото време, които влияят на сателитните операции и комуникациите, както и на  космическите мисии

Точните прогнози за космическото време ще стават все по-важни с нарастването на нашата зависимост от сателитите. От GPS навигацията до сателитния интернет, много аспекти на съвременния живот зависят от разбирането и прогнозирането на космическото време.

Справка: Third-Order Structure Functions of Zonal Winds in the Thermosphere Using CHAMP and GOCE Observations; Facundo L. Poblet, Huixin Liu, Jorge L. Chau; Geophysical Research Letters; First published: 03 June 2024 https://doi.org/10.1029/2024GL108367 

Източник: 

Earth and space share some common physical laws, Rodielon Putol, Earth.com

Най-важното
Всички новини
За писането на коментар е необходима регистрация.
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!

Няма коментари към тази новина !