Ученые НАСА создали компьютерную модель тающей снежинки - «Наука»

© NASAКомпьютерная модель тающих снежинок, созданная учеными НАСА

МОСКВА, 30 мар – Новости Дня. Климатологи из НАСА впервые создали точную математическую модель того, как тает одиночная снежинка, и воспроизвели этот процесс в компьютерной модели, говорится в статье, опубликованной в журнале JGR: Atmospheres.

Шведские ученые обнаружили новый вид снежинки, сообщили СМИ"Если посмотреть на снегопад или град при помощи радара, то можно заметить необычную яркую полосу на той высоте, где снежинки начинают массово таять. Мы не знали, как возникает этот слой, и среди теоретиков давно бушуют споры насчет причин его существования", — рассказывает Юсси Лейонен (Jussi Leinonen), климатолог из Лаборатории реактивного движения НАСА в Пасадене (США).

Многие объекты окружающего мира, в том числе снежинки, облака, "ведьмины круги" в лесах и в африканских саваннах, то, как завиваются усы огурцов, формируются извилины на поверхности мозга и кишечник укладывается в петли, выглядят сложно, но при этом их можно описать при помощи достаточно простых математических формул.

Несмотря на простоту устройства, снежинки, как рассказывает Лейонен, создают массу проблем для ученых, занимающихся предсказанием погоды и оценкой того, как различные виды осадков влияют на поведение радиоволн, климата планеты и других сложных объектов. К примеру, вода и лед по-разному взаимодействуют с радиоволнами, и поэтому мокрый и сухой снег будут создавать разные виды помех на радарах.

Ученые давно пытались объяснить их существование, однако этому мешало то, что у них не было точной математической модели, реалистично описывающей то, как тают отдельные снежинки и как образуется мокрый снег.

Климатологи НАСА смогли решить эту проблему, представив саму снежинку и микроскопические капли воды, рождающиеся на ее поверхности, в виде набора из мельчайших частиц, особым образом взаимодействующих между собой. Эти взаимодействия проявляются в том, что свойства этих частиц сильно зависят от того, как устроено их ближайшее окружение.

Физики раскрыли секрет формирования слоев в кофе-латте

Подобный подход, как объясняет Лейонен, позволяет достаточно точно имитировать движение жидкостей по сложным поверхностям, таким как снежинки, и следить за тем, как взаимодействие талой и замороженной воды будет менять их форму.

Используя эти принципы, авторы статьи смогли воспроизвести все ключевые стадии таяния снежинки, которые можно увидеть в природе – накопление воды в ямках на ее поверхности, образование "кокона" из жидкости вокруг ее ядра и окончательное превращение в каплю влаги.

Как надеются Лейонен и его коллеги, эта модель поможет им понять, почему разные виды снега порождают иные помехи на экранах радаров, и использовать эти различия для наблюдений за состоянием снежного покрова и полярных ледовых шапок. Вдобавок, их дальнейшее изучение поможет улучшить качество связи во время непогоды, и защитить пассажиров авиалайнеров от неожиданных "приключений" в воздухе.