Phổ năng lượng toàn cầu của hoàn lưu đại dương nói chung

Phổ năng lượng toàn cầu của hoàn lưu đại dương nói chung

    Phổ năng lượng toàn cầu của hoàn lưu đại dương nói chung
    của Đại học Rochester

    Global energy spectrum of the general oceanic circulation
    Hình minh họa này của Benjamin Storer cho thấy các dòng hải lưu từ dữ liệu vệ tinh được phủ lên với các dòng hoàn lưu quy mô lớn (dòng vàng) có thể được chiết xuất bằng kỹ thuật tạo hạt thô được phát triển trong phòng thí nghiệm của Hussein Aluie. Lưu ý rằng dòng năng lượng mạnh nhất trong số các dòng điện này - Dòng điện mạch Nam Cực - ở phía dưới bên trái. Nguồn: Đại học Rochester


    Lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu của Đại học Rochester đã định lượng được năng lượng của các dòng hải lưu lớn hơn 1.000 km. Trong quá trình này, họ và các cộng sự đã phát hiện ra rằng dòng năng lượng mạnh nhất là Dòng Mạch Cực Nam Nam Cực, có đường kính khoảng 9.000 km.

    Nhóm nghiên cứu, do Hussein Aluie, phó giáo sư kỹ thuật cơ khí đứng đầu, đã sử dụng cùng một kỹ thuật tạo hạt thô do phòng thí nghiệm của ông phát triển trước đây để ghi lại sự chuyển giao năng lượng ở đầu kia của thang đo, trong quá trình "tiêu diệt xoáy" xảy ra khi gió tương tác với các dòng nước hình tròn, tạm thời có kích thước nhỏ hơn 260 km.

    Tác giả chính Benjamin Storer, một cộng sự nghiên cứu thuộc Aluie's Turbility and Complex Flow Group, cho biết những kết quả mới này, được báo cáo trên Nature Communications, cho thấy kỹ thuật hạt thô có thể cung cấp một cơ hội mới để hiểu sự lưu thông đại dương trong tất cả sự phức tạp đa cấp độ của nó. Điều này mang đến cho các nhà nghiên cứu cơ hội để hiểu rõ hơn về cách các dòng hải lưu hoạt động như một người điều tiết chính của hệ thống khí hậu Trái đất.

    Nhóm nghiên cứu cũng bao gồm các nhà nghiên cứu từ Đại học Rome Tor Vergata, Đại học Liverpool và Đại học Princeton.

    Theo truyền thống, các nhà nghiên cứu quan tâm đến khí hậu và hải dương học đã chọn các hộp trong đại dương có kích thước từ 500 đến 1.000 km vuông. Aluie cho biết những vùng hộp này, được cho là đại diện cho đại dương toàn cầu, sau đó được phân tích bằng kỹ thuật gọi là phân tích Fourier.

    “Vấn đề là, khi bạn chọn một chiếc hộp, bạn đã tự giới hạn mình trong việc phân tích những gì trong chiếc hộp đó,” Aluie nói. "Bạn bỏ lỡ mọi thứ ở quy mô lớn hơn."

    "Những gì chúng tôi đang nói là, chúng tôi không cần một chiếc hộp; chúng tôi có thể suy nghĩ bên ngoài chiếc hộp."

    Ví dụ, khi các nhà nghiên cứu sử dụng kỹ thuật hạt thô để "làm mờ" các hình ảnh vệ tinh của các mô hình tuần hoàn toàn cầu, họ nhận thấy rằng "chúng ta thu được nhiều hơn bằng cách giải quyết ít hơn", Aluie nói. "Nó cho phép chúng tôi tách rời các cấu trúc có kích thước khác nhau của các dòng hải lưu một cách có hệ thống."

    Anh ấy rút ra một phép tương tự với việc tháo kính đeo mắt của bạn, sau đó nhìn vào một hình ảnh rất chi tiết, sắc nét. Nó sẽ có vẻ như bị mờ. Nhưng khi bạn xem xét liên tiếp các loại kính mắt mạnh hơn, bạn thường sẽ có thể phát hiện ra các mẫu khác nhau ở mỗi bước mà nếu không sẽ bị ẩn trong các chi tiết.

    Về bản chất, đó là điều mà các nhà nghiên cứu có thể thực hiện: định lượng các cấu trúc khác nhau trong dòng hải lưu và năng lượng của chúng "từ quy mô nhỏ nhất, tốt nhất đến quy mô lớn nhất", Aluie nói.

    Aluie tín dụng Storer để phát triển và tinh chỉnh mã hơn nữa; nó đã được xuất bản để các nhà nghiên cứu khác có thể sử dụng nó.

    Zalo
    Hotline