روشی جدید برای دیدن داخل طوفان

توسط درو دیویسون، دانشگاه تگزاس در آرلینگتون

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

محققان دانشگاه تگزاس در آرلینگتون یک مدل ریاضی برای شناسایی و تجزیه و تحلیل گرداب ها، ساختارهای دوار در قلب طوفان ها ایجاد کرده اند. اداره ملی اقیانوسی و جوی اکنون از این مدل برای نظارت بر توسعه طوفان در سراسر جهان استفاده می کند.

چائوکون لیو، استاد ریاضیات، بیش از 36 سال را صرف توسعه Liutex، یک روش ریاضی برای شناسایی گرداب ها کرده است. او گفت که درک بهتر ساختار و رفتار طوفان در نهایت می تواند پیش بینی طوفان را بهبود بخشد. لیو گفت: "هیچ روش دیگری برای شناسایی گرداب در جهان قابل مقایسه با Liutex وجود ندارد."

تفاوت اساسی آن با روش های سنتی این است که لیوتکس چرخش خالص را از برش غیر چرخشی در گرداب ها جدا می کند.

لیو گفت: «در بسیاری از موارد، بیشتر گردابه در واقع برشی است تا چرخش. "اگر از گرداب برای شناسایی گرداب استفاده کنید، مانند تلاش برای شناسایی سیب با نگاه کردن به پرتقال است."

او گنجاندن Liutex در وب سایت NOAA را نقطه عطفی توصیف کرد که شناخت رو به رشد این روش را در جامعه علوم جوی نشان می دهد. با این حال، او گفت که از چالش های لیوتکس استقبال می کند.

لیو با لبخند گفت: "همه می توانند ایده و مفهوم من را به چالش بکشند. اما متاسفانه تاکنون هیچ چالشی دریافت نکرده ام."

او معتقد است که درک بهتر گرداب ها همچنین می تواند به محققان در درک چگونگی شکل گیری و تقویت طوفان ها کمک کند.

لیو گفت: "ما می خواهیم مکانیسم های شکل گیری و توسعه طوفان ها را درک کنیم. چرا طوفان ها اینقدر قدرتمند هستند؟ این انرژی از کجا می آید؟ ما معتقدیم که گرداب ها بخش مهمی از پاسخ هستند." شبیه‌سازی‌های ما نشان می‌دهد که در درون یک طوفان صدها، هزاران یا حتی میلیون‌ها گرداب کوچک وجود دارد که با هم ترکیب می‌شوند و با هم تعامل دارند. درک این فرآیند می‌تواند به توضیح چگونگی توسعه و تقویت طوفان‌ها کمک کند.

ییفی یو (دکتری سال 23، ریاضیات)، مشاور لیو و استادیار پژوهش در ریاضیات، گفت: این مدل در زمینه‌های فراتر از علوم جوی، از جمله تحقیقات قلب و عروق نیز کاربرد دارد.

یو گفت: "جریان خون نیز یک جریان مایع است. محققان در حال مطالعه سیستم های قلبی عروقی استفاده از Liutex را آغاز کرده اند." محققان بر این باورند که می تواند به اکتشافات جدید مهمی منجر شود.

محققان از دیدن کاربرد لیوتکس در سراسر رشته ها هیجان زده هستند.

لیو گفت: «از آنجایی که Liutex یک تعریف دقیق، کمی و ریاضی از گرداب است، می‌توان آن را در تمام حوزه‌های تحقیقاتی مرتبط با سیال مانند دینامیک گرداب، تحقیقات آشفتگی، مهندسی هوافضا و جریان‌های زیستی به کار برد که می‌تواند برای تشخیص زودهنگام بیماری قلبی مفید باشد.» طوفان تنها نمونه‌ای از کاربردهای Liutex است و این روش می‌تواند فرصت‌های تحقیقاتی جدیدی را برای UTA به ارمغان بیاورد.

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →