Артур Скальский

© Babr24.com

Наука и техникаМир

3229

01.03.2013, 11:05

Ученые СО РАН исследуют капельный кластер

Так называется недавно открытое состояние водного аэрозоля, в котором капли воды, взаимодействуя друг с другом, принимают упорядоченное положение в пространстве, но при этом не соприкасаются. Это придает веществу новые физические свойства, например, некоторую механическую прочность, повышенную вязкость. Исследования капельного кластера помогут лучше понять процессы, происходящие в атмосфере Земли, и уточнить существующие климатические модели.

Явление капельного кластера было открыто учеными Тюменского государственного университета при изучении термокапиллярного течения в жидкостях. Капельный кластер спонтанно возникал над подогретой поверхностью воды. Он представлял собой однослойную структуру, в которой капли воды располагались в узлах гексагональной (шестиугольной) решетки.

Капельные структуры спонтанно возникают в слаботурбулентном аэрозоле благодаря электрическому взаимодействию между заряженными каплями воды. А заряд последних обусловлен непрерывно протекающими на их поверхности процессами испарения/конденсации воды.

Сотрудники Института криосферы Земли СО РАН (г. Тюмень) предположили, что упорядоченные капельные структуры могут существовать не только в лабораторных условиях, но и в атмосферных аэрозолях, облаках и туманах, влияя на их механические и теплофизические характеристики и, в результате, на погоду и климат.

- В настоящий момент мы тщательно изучили геометрические характеристики кластеров, - рассказывает старший научный сотрудник ИКЗ СО РАН доктор физико-математических наук Анатолий Васильевич Шавлов, - измерили электрический заряд капель воды, установили характер межкапельного взаимодействия, оценили сдвиговую вязкость и поверхностное натяжение кластера. Мы также исследовали структуру свободного (3d) тумана, и в нем обнаружили признаки пространственного упорядочения капель воды. Носителями такой структуры оказались капельные цепочки с фиксированным межкапельным расстоянием внутри них. Сейчас мы исследуем закономерности их образования и влияние на теплофизические свойства тумана.

Важным свойством капельного кластера является его повышенная вязкость по сравнению с этим же параметром воздуха (она может превышать последнюю в десятки раз). Увеличение вязкости, по словам А. В. Шавлова, повышает конвективную устойчивость среды, что влияет на скорость конвективного переноса тепла и массы.

Простейшим примером конвекции может служить кастрюля с водой, нагреваемая на плите: нижний слой нагревается, становится более легким и поднимается вверх, за счет этого вода перемешивается. Такие же процессы, только в более сложном и зависимом от многих факторов исполнении, мы можем наблюдать в атмосфере Земли.

Возвращаясь к теме, в современных моделях климата, в частности, модели пограничных планетарных слоев атмосферы, не учитывается возможность образования упорядоченных капельных структур, а, следовательно, и изменение скорости переноса массы и тепла. Проводимое учеными ИКЗ СО РАН исследование поможет повысить точность математического описания и прогнозирования климата и погоды.

Источник: COPAH.info

Артур Скальский

© Babr24.com

Наука и техникаМир

3229

01.03.2013, 11:05

URL: https://www.babr24.com/?ADE=112672

Bytes: 3284 / 3079

Версия для печати

Скачать PDF

Поделиться в соцсетях:

Также читайте эксклюзивную информацию в соцсетях:
- Телеграм
- ВКонтакте

Связаться с редакцией Бабра:
newsbabr@gmail.com

Последние новости

02.08 14:00
Суд оштрафовал экс-министра Прибайкалья Марину Быргазову

02.08 11:46
Лису-попрошайку вывезли с Огоя на материк

01.08 20:59
Депутата Гусиноозерска лишили полномочий из-за утраты доверия

01.08 19:06
Проректора КрасГМУ Михаила Кулешко арестовали по делу о хищении премий сотрудников

01.08 18:57
Иномарка опрокинулась в Тункинском районе Бурятии. Один человек погиб, еще трое в больнице

01.08 18:21
Минздрав Красноярского края засудили за перебои с жизненно необходимыми лекарствами для ребенка

01.08 17:55
В Новосибирске мужчина пойдет под суд за незаконные валютные операции

01.08 17:28
Часть домов Ленинского района Томска останется без холодной воды в ночь с 1 на 2 августа

01.08 17:14
Трое детей с травмами глаз поступили за три дня в Ивано-Матрёнинскую детскую больницу

01.08 17:13
Экспорт мороженого из Сибири, в том числе из Томской области, растёт

Лица Сибири

Колесова Татьяна

Головенчец Михаил

Ермолович Олег

Агафонов Глеб

Сагдеев Тимур

Диксон Виталий

Хаптагаев Сергей

Парамонова Вера

Титенков Игорь

Ощепков Александр