Wikinews

2020-12-12: Zbadano wpływ surfaktantów na intensywność cyklonów tropikalnych

sobota, 12 grudnia 2020

W listopadzie 2020 na łamach Scientific Reports ukazał się artykuł, w którym opisano wpływ surfaktantów (materiałów powierzchniowo czynnych) na intensyfikację huraganów. Autorami artykułu są członkowie zespołu badawczego: Breanna Vanderplow, Alexander V. Soloviev i Cayla W. Dean z Nova Southeastern University na Florydzie, Brian K. Haus z Uniwersytetu Miami, Roger Lukas z Uniwersytetu Hawajskiego, Isaac Ginis z University of Rhode Island oraz Muhammad Sami reprezentujący przedsiębiorstwo Ansys.

Nauka
Surfactants reduce interfacial tension between air and water, which results in an increased rate of sea spray generation. Evaporating sea spray is part of tropical cyclone thermodynamics. Spray particles also produce additional resistance to the air-low since they increase the total surface exposed to the wind. Yet, surfactants have never previously been considered as a factor in tropical cyclone thermodynamics. Breanna has identified a new phenomenon, which may contribute to improving hurricane intensity forecasts.

— Alexander Soloviev, ScienceDaily

Przewidywanie intensyfikacji huraganów nadal jest niewystarczające, w szczególności wówczas, gdy chodzi o krótki czas prognozy – najbliższe kilkadziesiąt godzin na spodziewanej trasie cyklonu. Do zbadania pozostaje jeszcze sporo czynników. Należą do nich m.in. zjawiska zachodzące na styku powierzchni morza z powietrzem. Surfaktanty jako czynniki powierzchniowo czynne wpływają na wielkości tworzących się na powierzchni morza mgiełek z rozbryzgujących się fal morskich (sea spray). Te z kolei są istotnym czynnikiem w zawiązywaniu się cyklonów tropikalnych. Mogą przyczyniać się zarówno do zwiększania, jak i do zmniejszania intensywności huraganów. Surfaktanty zwiększają wytwarzanie aerozoli z pary wodnej o 20–34%. Do istotnych materiały powierzchniowo czynnych na obszarze mórz i oceanów zalicza się m.in. materiały pochodzenia biologicznego, na przykład rafy koralowe, ale także materiały pochodzenia antropogenicznego, czego przykładem mogą być wycieki ropy naftowej. Problem ten jest związany z fizyką fal morskich i prędkością wiatru, który powoduje ich zmienny kształt i łamanie się, co prowadzi do wytwarzania morskiej mgiełki.

Cząsteczki mgły morskiej tworzą się przede wszystkim wtedy, gdy następuje pękanie pęcherzyków powietrza budujących cienką warstwę na powierzchni morza, w rozpylających się strumieniach wody lub gdy rozbryzgują się grzbiety fal. Ich średnica waha się od wielkości poniżej mikrometra (w przypadku pękających pęcherzyków) do kilkudziesięciu mikrometrów (w przypadku rozpylających się strumieni i rozbryzgiwanych grzbietów fal). Małe cząsteczki są porywane przez turbulentne przepływy powietrza i odparowują, ale większe powracają na powierzchnie morza i przyczyniają się do przepływu entalpii do cyklonów tropikalnych.

W przeprowadzonym eksperymencie badano wzrost stężenia piany morskiej w obecności środków powierzchniowo czynnych dla warunków huraganów o różnym stopniu intensywności: kategorie huraganów 1 (120–153 km/h), 3 (178–207 km/h) i 5 (253–314 km/h). Surfaktanty (kwas oleinowy lub alkohol oleilowy) rozcieńczono w 95% etanolu. W badaniu zauważono istotne różnice w tworzeniu się rozbryzgu, zależnie od tego, czy surfaktanty były obecne, czy też nie. Aby móc określić, jak faktycznie materiały powierzchniowo czynne oddziałują na intensyfikację cyklonów tropikalnych, potrzebne byłoby zebranie danych terenowych o ilości i jakości surfaktantów na powierzchni mórz. Autorzy postulują, aby w przyszłych badaniach wykorzystać zdjęcia satelitarne mogące obrazować produktywność bio-surfaktantów wzdłuż ścieżek cyklonów tropikalnych.

Źródła

edytuj
Źródło: „https://pl.wikinews.org/w/index.php?title=2020-12-12:_Zbadano_wpływ_surfaktantów_na_intensywność_cyklonów_tropikalnych&oldid=312098”