iPon Cikkek

Vihar egy (nagy) pohár vízben

Dátum | 2012. 08. 19.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Nagyjából két évvel ezelőtt Brian Haus, a Miami Egyetem alkalmazott tengerfizikai tanszékének vezetője viharokat tanulmányozott a Csendes-óceán nyugati részén, Tajvan partjainál. Kollégáival együtt azzal töltik idejüket, hogy hurrikánokat kergetnek: ezek időnként teljesen elkerülik azokat az érzékelőkkel megpakolt bójákat, amelyeket a kutatók igyekeznek az útjukba helyezni, hogy információkat szerezzenek a szél erejéről és sebességéről, máskor azonban szerencsével járnak a tudósok.

A két évvel ezelőtti mérés is sikerrel záródott: nem is egy, hanem két forgószél útja haladt át a mérőműszereken, ráadásul egy időpontban. Még ennél is nagyobb szerencse volt, hogy a berendezések sikeresen átvészelték a kalandot, így Haus és csapata az időjárás enyhülése után elindult, hogy begyűjtse a szenzorokat. Mielőtt azonban a bójákhoz értek volna, a Chaba nevű vihar az előrejelzéseket meghazudtolva teljes erővel feléjük fordult ahelyett, hogy csillapodott volna. A kutatócsoport kilenc napig vergődött a „meglehetősen kellemetlen”, tíz méter magasságot elérő hullámok között.

A Miami Egyetemen múlt hónapban megkezdődött a 45 millió dollárba kerülő Marine Technology & Life Sciences Seawater Complex építése, amely többek közt otthont ad majd egy olyan labornak is, ahol Haus és más viharkutatók stabilabb, megjósolhatóbb és ellenőrzöttebb körülmények között tanulmányozhatják szakterületük egyik fontos elemét, a hurrikánokat.


A hurrikánszimulátor, amely a SUSTAIN névre hallgat, egy ház méretű medencében kelti majd a viharokat, és akár ötös (tehát legmagasabb) fokozatú hurrikánokat is képes lesz életre hívni. A labor vízkészletét valódi tengervíz alkotja majd, ebből percenként 3800 litert szivattyúznak a medencébe. A projekt révén a kutatók azt remélik megérteni, hogyan erősíti fel a forgószeleket a meleg víz áramlása.

Régóta ismeretes, hogy a hurrikánok akkor válnak pusztító erejűvé, amikor nagy mélységű meleg víztömeg fölött haladnak át, és akkor enyhülnek, ha hidegebb régiók fölé érnek. Nagyon keveset tudunk azonban azokról a háttérben zajló folyamatokról, amelyek során az energia molekuláris szinten átadódik. Az új laboratórium sós vizet használ, így pontosabban imitálja a tengeri vízpermetet és habot, amelyek a feltételezések szerint nagyban befolyásolják a légkörbe kerülő pára mennyiségét. Jelenleg a kutatóknak fogalmuk sincs arról, hogy a hő milyen mértékben tevődik át közvetlenül, és mennyit visz magával a párolgó víz. Különféle hullámfajták és szélkondíciók szimulálása révén, amelyek több, illetve kevesebb permetet eredményeznek, a kutatók ezt szeretnék kideríteni. Folyamatosan mérni fogják a levegő és a víz hőmérsékletét, és ez alapján modellezik a hőátadás folyamatát.


A forgószelek erejét adó procedúra megismerése révén a kutatók és a meteorológusok pontosabb modelleket tudnak létrehozni ezek viselkedésének előrejelzésére. Ugyanezen megfigyeléseket „élőben” nagyon nehéz és veszélyes, mondhatni lehetetlen lenne megkísérelni. „A tengeren egy kontrollálatlan vaddal kell megküzdeni, a laborban viszont olyan hurrikánt csinálunk, amilyet csak akarunk, és akkor, amikor kívánjuk” ‒ mondja Haus.

A hurrikánszimulátort a Cambridge Seven nevű cég munkatársai tervezik és kivitelezik. Peter Sollogub társigazgató magyarázata szerint a szerkezet három nagyobb részből áll össze:

Egyrészt tartalmaz egy 1400 lóerős ventilátort, amilyenhez hasonlót rendszerint bányatárnák szellőztetésére szoktak használni. Ezúttal 240 kilométer per órás szeleket kelt majd, amelyhez a kampusz biztonsági generátoraiból nyeri az energiát. Ezeket rendszerint csak akkor használják, ha az erre tévedő viharok áramkimaradást okoznak. A bikaerős ventilátor rezgéseit ugyanakkor el kell szigetelni a közelében elhelyezett érzékeny műszerektől. „Olyan, mintha az ember egy forgószéllel a jobb kezében a ballal szemműtét próbálna végrehajtani” ‒ mondja Sollogub. A pontos szélsebességet lézeres-szonikus mérőkészülékkel, úgynevezett anemométerekkel határozzák meg. 

A másik nagy alkotóelem egy hullámgenerátor, amely összesen 12 különböző lapátkeréken nyomja át a tengervizet. A kerekek mozgásának variálása révén eltérő méretű, szögű és frekvenciájú hullámok hozhatók létre: a nyugodt tengertől a nagy erejű, kaotikus hullámverésig bármilyen mozgás modellezhető általuk. A visszaverődés mérséklésére a medence végében egy lyukakkal ellátott, parabola alakú partszakasz kap helyet, amely elnyeli a hullámok energiájának nagy részét.

A harmadik összetevő maga a medence, amely hat méter széles, húsz méter hosszú és két méter mély. Falai 7 és fél centiméter vastagok, és átlátszó műanyagból készültek, hogy a benti állapotok bárhonnan megfigyelhetőek legyenek. Mindehhez jön majd még egy olyan csőhálózat, amely szabályozható, nagysebességű légáramlatot képes biztosítani.

Bob Atlas, a Nemzeti Éghajlati Adatközpont (NOAA) Atlanti Oceanográfiai és Meteorológiai Laboratóriumának igazgatója nagy reményeket fűz az épülő komplexumhoz. Véleménye szerint a leendő labor nagyban hozzájárulhat ahhoz, hogy pontosabban tudják előre jelezni a viharok erejét. Ahogy elmondta, a Katrina esete világosan megmutatta, hogy míg a hurrikánok útjának megjósolásában jelentős fejlődés történt az utóbbi években, a viharok erejének megbecsülésében még rengeteget kellene fejlődni.


Bob Atlas szélsőséges időjárási körülmények előrejelzésével töltötte egész életét. Az Egyesült Államok Légierejénél töltött éveit 95 százalékos pontossági ráta fölött zárta. Ezt követően a kutatás és a modellezés felé fordult, először a NASA, majd a NOAA alkalmazásában. Többek közt neki köszönhető, hogy ez utóbbi szervezet hurrikánok előrejelzésével foglalkozó részlege 2005‒2011 között 26 százalékot fejlődött pontosságban a forgószelek útjának megbecslésében, és 14 százalékot a viharok erejének előrejelzésében. Atlas időjárási modelljei az elsők, amelyek már a hurrikánfigyelő repülők Doppler-radarjainak adatait is tekintetbe veszik.

Az épülő labor medencéje fölött jelentős méretű teret terveznek szabadon hagyni, ahová a távolsági megfigyelések szakértői a jövőben lefelé mutató kamerákat szerelnek majd, hogy az időjárási műholdak perspektíváját utánozzák. Az ezek által végzett mérések adatait összevetik a medencében található szenzorok adataival, így a távolsági mérőműszerek pontossága is növelhető lesz a kísérletek által.



Atlas azt is hozzátette, hogy van egy még praktikusabb hozadéka a leendő labornak, amely nemcsak a viharok természetébe enged majd bepillantást, de arról is sokat elárulhat, hogy a minket körülvevő világ hogyan viseli a szélsőséges időjárási viszonyokat. A viharszimulátorban kikötői rakpartok, gátak vagy akár felhőkarcolók is tesztelhetők lesznek, ezek élethű modelljei segítségével.

Ahogy az igazgató fogalmazott: „Nagyon fontos, hogy a NOAA képes legyen a viharok minél pontosabb előrejelzésére. De ami ennél is lényegesebb: az embereknek tudniuk kell, hogy ha utcáikat és otthonaikat elönti az áradat, vagy a forgószél a közelükben ér partot, a házak képesek-e ezt túlélni. Úgy gondolom, hogy az új létesítmény ebben is rengeteget segíthet.”

Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

3. tranceatla...
2012.08.19. 15:42
Micsoda fotó van a cikkben! Komoly!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. nmatyi
2012.08.19. 15:58
Nem annyira szeretnék ezen a hajón lenni...
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. Morph76
2012.08.20. 09:58
Inkább afelhőknél csónakáznál mi??:-O
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!