https://bodybydarwin.com
Slider Image

סימולטור הוריקן מקורה מסיבי זה יכול להציל את חייך

2022

שבע

לפני כשנתיים חקר בריאן האוס, יו"ר המחלקה לפיזיקה ימית יישומית באוניברסיטת מיאמי, סערות במערב האוקיאנוס השקט, מול חופי טייוואן. הוא וצוותו רודפים אחר הוריקנים. לפעמים ההוריקנים מתגעגעים לחלוטין למצופים מלאי החיישנים שהונחו בדרכם למעקב אחר הכוח והמהירות. לפעמים הם לא.

הפעם, התמזל מזל החוקרים. לא אחד, אלא שני טייפונים סופר פגעו בציוד שלהם במקביל. אפילו יותר מזל, רוב הציוד שלהם הצליח לא להתפרק. הוא וצוותו המתינו שהסערות יירדו לפני שיצאו מהנמל כדי להחזיר את מכשירי ההקלטה שלהם. אך לפני שהצליחו לשחזר את המצופים, סערה אחת, בשם חאבה, עשתה את תחזיותיה. במקום לאבד כוח, זה פנה אליהם במלוא העוצמה. האוס וחבריו החוקרים מצאו עצמם מתמשכים בתשעה ימים של מתנפחים של "מטר ולא נוח" בגובה 30 מטר.

במהלך הקיץ, פרצה אוניברסיטת מיאמי את מתחם מי הים הטכנולוגיים ומדעי החיים הימיים בסך 45 מיליון דולר, שיכלול כלי שיעניק האוס ומדענים אחרים הלומדים סערות גישה יציבה יותר, צפויה ושלטה יותר למשאב חשוב במערכת שלהם עבודה - ההוריקנים עצמם.

כלי הדמיית ההוריקן, הנקרא SUSTAIN (קיצור של אינטראקציה SUrge-Structure-Atmosphere) הוא סערה בתה קומקום בגודל של בית קטן. כשתסתיים, זה יהיה ייחודי ביכולתו ליצור סופות הוריקן בדרגה 5 בתוך מעבדה, על פני שדה תלת מימדי של גלים העשויים מי ים אמיתיים שנשאבים לתוך הבניין ב -1, 000 גלון לדקה.

בעזרתו, מדענים יוכלו להבין טוב יותר את התהליך שבאמצעותו הוריקן הוריקן על ידי מים חמים.

* * *

אנו יודעים כי הוריקנים צומחים בעוצמתם כאשר הם עוברים על פני מים חמים עמוקים, ונמסים כאשר הם עוברים על אזורים קרים יותר. אבל איננו יודעים הרבה על התהליך בפועל של העברת אנרגיה זו ברמה המולקולרית. על ידי שימוש במי מלח, הסימולטור יוצר בצורה מדויקת יותר ספריי ים וקצף, שלפי ההערכה הם משפיעים על אידויו לאטמוספרה. ולרגע, כמה חום מועבר ישירות וכמה מועבר באמצעות אידוי אינו ידוע לחלוטין. על ידי הדמיה של סוגים שונים של גלים ותנאי רוח, חלקם עם ריסוס פחות ופחות, המדענים יכולים למדוד את משמרות הטמפרטורה של האוויר והמים באמצעות תרמיסטים כדי לדגמן את הדלתא בהעברות חום כאשר ישנן כמויות שונות של תרסיס.

הידיעה כיצד תהליך זה מתדלק בהוריקנים יאפשר למדענים ומטאורולוגים לבנות מודלים חכמים יותר מהם, כך שנוכל לחזות אותם ביתר דיוק. וזה לא אפשרי, קל, או בטוח לבצע את התצפיות הללו בשטח. הוא אומר בים אתה צריך להתמודד עם החיה האמיתית, אבל במעבדה יש ​​לנו אפשרות ליצור את ההוריקן מתי ואיך אנחנו רוצים את זה. "

סימולטור ההוריקן ו- SUSTAIN מתוכנן על ידי קיימברידג 'שבע, חברת האדריכלות וההנדסה החוצה-פונקציונלית, שהתחילה בכך שזכתה בהצעה ליצור את האקווריום בניו אינגלנד לפני 50 שנה בכך שהמשרד היחיד שהזכיר דגים במגרש שלהם. פיטר סולוגוב, מנהל חבר בקיימברידג 'שבע, אומר כי סימולטור ההוריקן מורכב משלושה מרכיבים עיקריים:

הראשון הוא מאוורר של 1400 כוחות סוס שמתאים במקור לדברים כמו פירי מוקשים. כדי ליצור רוחות של 150 קמ"ש, הוא יפיק אנרגיה ממערכת מחוללי החירום של הקמפוס, המשמשת בדרך כלל במהלך הפסקות חשמל שנגרמות על ידי סערות. המאוורר, היושב ליד מכשור רגיש, חייב לבודד את הרטט שלו. "זה כמו שיד ימין שלך נמצאת בהוריקן וכף יד שמאל עורך ניתוח רשתית. כך טוען Sollogub. מהירויות הרוח מורגשות באמצעות מדדי לייזר וסאונד רוח (הידועים גם כנונימלים).

החלק השני הוא מחולל גלים הדוחף מי מלח באמצעות 12 משוטים שונים. משוטים אלה, המתוזמנים לנוע בקצבים ובקצב שונים, יכולים ליצור גלים בגדלים שונים, בזוויות ובתדירות, וליצור כל דבר, החל מתנפחות רגועה ומאורגנת וכלה בים כאוטי מרושל. כדי להפחית את שבירת הגלים, בקצה הבריכה יש חוף מחורר בצורת פרבולה כדי לפזר את אנרגיית הגלים.

ההיבט השלישי של המכל הוא המיכל עצמו, שהוא 6 מטר רוחבו על 20 מטר באורך על שני מטרים גובהו. הוא עשוי אקריליק ברור בעובי שלושה אינץ 'כך שניתן יהיה לצפות בתנאים בפנים מכל עבר. הם חייבים ליצור עבודות צינור לאוויר שיוצרות "זרימת מהירות גבוהה המתנהגת היטב" כך שהבדיקה מדויקת.

בוב אטלס, מנהל המעבדה הלאומית לאוקיאנוסים ואווירה אטמוספריה (NOAA) האטלנטית באוקיאנוגרפיה ומטאורולוגיה, מקווה לסורבן, מתוך אמונה שישפיע על היכולת שלנו לחזות את כוחם של הסערות. אטלס אומר שכאשר קתרינה הצליחה לנפילה, NOAA - והאומה - הבינו ש"הצלחנו התקדמות אדירה בחיזוי המסלול, אך עדיין לא ממש ביצענו שקע ביכולתנו לחזות את עוצמת ההוריקנים. "

7 עמיתים

בוב אטלס בילה את הקריירה שלו בחיזוי מזג אוויר קשה, החל מחיל האוויר האמריקני בו שמר על רמת דיוק גבוהה מ- 95%. הקריירה שלו פנתה אז למחקר ולדוגמנות, תחילה בנאס"א ועכשיו עם NOAA, שם שיפור פרויקט שיפור תחזית הוריקן של הסוכנות 26% בתחזית המסלול ו -14% בתחזית האינטנסיביות משנת 2005-2011. אטלס מזכה דגמים טובים יותר המשלבים גם מכ"ם דופלר ממטוסי תצפית של הוריקן - שני הדברים שמדגם ההוריקן ב- U Miami יעזור גם הוא בשיפור. SUSTAIN תוכנן עם חלל תקורה גדול בו מומחים לחישה מרחוק מתכננים לכוון מצלמות המוצבות כלפי מטה, ומחקים את נקודת המבט של לווייני מזג האוויר. המדידות המרוחקות של המצלמות יושוו לעומת המדידות בפועל שביצעו לייזרים במיכל כדי לכוונן את יכולתנו למדוד סערות וגלים מרחוק.

אבל, הוסיף אטלס, יש היבט מעשי יותר במתקן SUSTAIN שיספר לנו על יותר מסתם סופות - הוא גם יספר לנו כיצד העולם בו אנו חיים יגיב למזג האוויר האלים. כל הזעם של SUSTAIN יכול להיות מכוון למודלים של מבנים מעשה ידי אדם - מבנים, ראשי חוף, קירות ים - כך שאדריכלים ומהנדסים יוכלו לבדוק כיצד נחשול סערה וריסוס ישפיע על ערים וחופים. (כן, הם מתכננים לדגמן דגמי מיני של גורדי שחקים.)

אטלס אומר כי NOAA צריכה להיות מסוגלת לחזות את הסערה. אך בסופו של דבר מה שהציבור צריך לדעת הוא אם הרחובות והבתים שלהם יוצפו, ואם בתיהם ישרדו כאשר ההוריקן יפיל את האדמה. ובשביל זה, אני מאמין שהמתקן הזה יכול לעזור. "

גרסה של מאמר זה הופיעה במקור ב- PopSci.com באוגוסט.

האלמוגים צומחים בדפוסים, גם אם לא נוכל לראות אותם תמיד

האלמוגים צומחים בדפוסים, גם אם לא נוכל לראות אותם תמיד

עריכת גנים יכולה לסייע בחיסול ה- HIV

עריכת גנים יכולה לסייע בחיסול ה- HIV

מדענים מדברים נגד 'האלימות' הנדרשת לבניית הטלסקופ החדש הזה

מדענים מדברים נגד 'האלימות' הנדרשת לבניית הטלסקופ החדש הזה