Невидимі хвилі, які керують кліматом: нова модель внутрішнього океанічного перемішування.
Вчені створили нову математичну модель динаміки внутрішніх хвиль океану, що вперше достовірно описує механізми їхньої взаємодії. “Вважається, що внутрішнє, кероване хвилями, вертикальне перемішування є основною рушійною силою океанічної циркуляції”, — підкреслює професор Юрій В. Львов. Саме ці хвилі, що рухаються між шарами води різної щільності, транспортують енергію, поживні речовини і тепло в глобальному масштабі.
Команда з Ренсселерівського політехнічного інституту використала теорію взаємодії хвиль, щоб змоделювати, як хвилі переносять енергію та викликають турбулентне перемішування. Львов пояснює: “Океан занадто великий, а хвилі надто дрібні, щоби глобальні моделі могли відтворити їх точну поведінку”. Рішенням стала математична схема, яка замість чисельного моделювання описує процеси “з перших принципів”.
Результати цієї моделі узгоджуються з реальними океанічними спостереженнями. Виявилося, що локальні взаємодії хвиль домінують над далекими, і саме вони забезпечують ефективне перенесення енергії між масштабами. “Ми вловили основну динаміку… що відкриває шлях до нових моделей клімату”, — зазначає Львов.
Це дослідження не тільки уточнює поведінку хвиль у глибинах океану, а й забезпечує надійніші прогнози кліматичних змін, що особливо актуально в епоху глобального потепління. Як підсумував Пітер Р. Крамер: “Ця робота демонструє силу міждисциплінарної науки та глибину математичної інженерії”.