Ученые NASA впервые визуализировали процесс таяния единичной снежинки и представили 3D-модель данного процесса.
Как сообщается на сайте агентства, это позволит понять, почему различные виды снега по-разному отражаются на экранах радаров и использовать эти различия для наблюдения за состоянием ледяного покрова и снежных шапок.
Как сообщается на сайте агентства, это позволит понять, почему различные виды снега по-разному отражаются на экранах радаров и использовать эти различия для наблюдения за состоянием ледяного покрова и снежных шапок.
Scientists Create First-Ever
3-D Model of a Melting Snowflake
Эта визуализация основана на
первой трехмерной цифровой модели таяния снежинок в атмосфере, разработанной
ученым Юсси Лейнонен из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене, штат
Калифорния. Лучшее понимание того, как таяние снега может помочь ученым
распознать запись в радиолокационных сигналах более тяжелого и влажного снега -
такого рода, который разрушает линии электропередачи и ветви деревьев, и может
стать шагом к улучшению прогнозов этой опасности.
Модель воспроизводит ключевые
особенности таяния снежинок, которые наблюдались в природе: во-первых, талая
вода собирается в любых вогнутых областях поверхности снежинки. Эти области с
жидкой водой сливаются по мере их роста и в конечном итоге образуют оболочку жидкости
вокруг ледяного ядра, наконец, превращаясь в каплю воды.
Визуализация показывает типичную
снежинку длиной менее полутора дюймов (один сантиметр). Снежинка состоит из
отдельных кристаллов льда, «лучи» которых запутались, когда они столкнулись в
воздухе. «Лучи» тают, во-первых, потому что они более подвержены воздействию
тепла от окружающего воздуха.
Вода сначала заполняет небольшие
полости внутри кристаллов льда, а затем эти заполненные полости позволяют воде
сливаться в капельки.
«Мне было интересно моделировать
процесс таяния снега: он влияет на наши наблюдения с помощью инструментов
дистанционного зондирования», - сказал Лейнонен.
Радарный «профиль» атмосферы
сверху донизу показывает очень яркий, видимый слой на высоте, где падают снег и
град: гораздо ярче, чем слои выше и ниже.
«Причины этого уровня до сих пор
не совсем ясны, и в сообществе было несколько споров», - пояснил Лейнонен.
Более простые модели могут
воспроизводить яркий слой расплава, но более подробная модель, подобная этой,
может помочь ученым понять ее лучше, особенно, как тип тающего снега и длины
волн радара, используемые для его наблюдения, относятся к яркости слоя.
В «Журнале геофизических
исследований - атмосферы» недавно появилась статья о цифровой модели под
названием «Моделирование плавления снежинок с использованием сглаженной
гидродинамики частиц».
Центр космических полетов имени
Годдарда
НАСА