Как в океане образуются брызги?

2021-9-11 00:14

Ученые выделяют три способа образования брызг, которые были обнаружены в ходе наблюдения за штормом.

Что такое брызги?Брызги — это капельки, которые оторвались от поверхности воды и движутся в воздушном потоке, объясняет кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией ИПФ РАН Даниил Сергеев.«При этом капли размером вплоть до нескольких микрон (единица измерения длины, равна одной миллионной доле метра. — прим. Ред.) полностью вовлекаются в воздушный поток и уносятся ветром, формируя морской аэрозоль, а крупные могут упасть обратно в воду», — уточнил эксперт.Нажмите для увеличения.Как образуются брызги?Ученые выделяют несколько механизмов образования брызг, которые были обнаружены в процессе натурных наблюдений и лабораторных экспериментов.«Первый из них, наиболее известный, — это всплытие подводных пузырьков. При обрушении волн воздух вовлекается под воду, образуя пузырьки. Затем они всплывают, тонкая пленка пузырька лопается и образует мелкие брызги. Другой механизм именуется в научной литературе liquid ligaments или liquid filaments (в пер. с англ. "жидкие нити"). Это когда из поверхности воды "вытягивается" струйка длиной в несколько сантиметров и толщиной порядка миллиметра, и от утолщения на ее кончике отрывается одна-две крупные капли. Она как бы вытягивается и выстреливает», — объясняет Даниил Сергеев.Третий механизм — bag-breakup (в пер. с англ. «разрыв сумки») — ученый РАН называет основным, так как он объединил в себе черты двух предыдущих.«Мы дали ему более благозвучное название: механизм дробления типа "парашют". Суть в следующем: во время обрушения волн при больших скоростях на поверхности океана образуются небольшие выступы, они начинают раздуваться ветром в небольшие "паруса-парашюты" — тонкую пленку в виде купола, которая по краям окружена более толстым ободком. При достижении определенных критических размеров сначала лопается тонкая пленка купола, образуя мелкие брызги, а затем ободок распадается на несколько крупных капель», — рассказал Сергеев. Какие факторы влияют на образование брызг?Главную роль в образовании брызг играет ветер. Чем он сильнее, тем интенсивнее обрушаются волны, которые способствуют появлению брызг, поясняет Сергеев.«Именно во время штормовых условий интенсивно образуются брызги. Однако наряду со скоростью ветра важен и разгон волны. Чем дольше волна взаимодействует с ветром, тем выше вероятность обрушения гребня и образования брызг», — рассказал эксперт.Брызги и морская пена — это одно и то же?Оба этих явления объединяет то, что они зачастую образуются при интенсивном обрушении волн в штормовых условиях. Но морская пена — это слипшиеся между собой пузырьки на поверхности воды, которые не успели лопнуть. А брызги — это уже оторвавшиеся от поверхности воды капли, пояснил ученый. Как ученые изучают образование брызг?Из-за сложных натурных исследований российские ученые моделируют процессы образования брызг лабораторно. В ИПФ РАН Нижнего Новгорода работает Высокоскоростной ветроволновой термостратифицированный бассейн. Эта сложная установка может воссоздать условия не только легкого бриза, но и разрушительного урагана со скоростью ветра до 65 м/с. О том, как проходят исследования, Даниил Сергеев рассказал АиФ.ru. «На сегодняшний день одна из ключевых задач при построении таких моделей — понять, к каким параметрам пограничного слоя атмосферы и океана необходимо привязать характеристики генерации брызг: к скорости ветра или параметрам волнения? Наша идея — привязать это к обрушениям волн, площади моря, покрытого пеной, так называемыми "барашками", ведь именно в этих областях и происходит активная генерация брызг. Сейчас, исследовав механизмы генерации брызг, приступаем к изучению того, как эти процессы влияют на рассеяние микроволнового излучения. Полученные результаты будут большим подспорьем для развития методов оперативного мониторинга состояния окружающей среды в пограничных слоях атмосферы и океана», — отметил Сергеев.

Подробнее читайте на ...

брызг брызги сергеев образуются поверхности воды образования ученые