Ученые создали первую в мире трехмерную модель таяния снежинки

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.

 

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

 NASA Goddard