레이저 광 시트를 통과하면서 난류 속에서 소용돌이치는 눈송이

겨울의 원더랜드는 푹신하고 반짝이는 눈 더미를 떠올리게 합니다. 그러나 땅에 닿기 위해서는 눈송이가 격동의 대기 속으로 휩쓸려 땅에 직접 떨어지는 대신 공기를 통해 소용돌이치게 됩니다.

강수 경로는 복잡하지만 알파인 휴가 동안 잠재적인 파우더를 평가하는 스키어나 눈 오는 날을 기대하는 학교 어린이들에게만 중요합니다. 눈송이 낙하 속도를 결정하는 것은 날씨 패턴을 예측하고 기후 변화를 측정하는 데 중요합니다.

~ 안에 유체물리학, AIP Publishing의 유타 대학교 연구원들은 대기 난류 속에서 눈송이 가속을 보고합니다. 그들은 난기류나 눈송이 유형에 관계없이 가속도가 지수 분포로 설명할 수 있는 보편적인 통계 패턴을 따른다는 것을 발견했습니다.

“열대 지방에서도 강수량은 종종 눈으로 시작됩니다.”라고 저자인 Timothy Garrett은 말했습니다. “강수량이 얼마나 빨리 내리는지는 폭풍 수명과 궤적, 그리고 기후 변화를 증폭시키거나 감소시킬 수 있는 구름 범위에 큰 영향을 미칩니다. 눈송이 낙하 속도에 대한 모델 표현을 조금만 조정해도 폭풍 예측과 예상되는 기후 속도에 중요한 영향을 미칠 수 있습니다. 일정 수준의 높은 온실가스 농도에 맞춰 따뜻하게 유지하는 것입니다.”

솔트레이크시티 근처의 스키장에서 팀은 전례 없는 900인치의 눈과 싸웠습니다. 그들은 동시에 눈을 촬영하고 대기 난류를 측정했습니다. 그들은 레이저 광 시트를 사용하는 장치를 발명하여 눈송이의 질량, 크기 및 밀도에 대한 정보를 수집했습니다.

“일반적으로 예상한 대로, 우리는 저밀도의 ‘푹신한’ 눈송이가 주변의 난류 소용돌이에 가장 잘 반응한다는 것을 발견했습니다.”라고 Garrett은 말했습니다.

시스템의 복잡성에도 불구하고 팀은 눈송이 가속이 3배의 지수를 갖는 지수적 주파수 분포를 따른다는 것을 발견했습니다. 데이터를 분석하면서 그들은 종단 속도 빈도 분포의 변동이 동일한 패턴을 따른다는 사실도 발견했습니다.

“눈송이는 복잡하고 난류는 불규칙합니다. 문제의 단순성은 실제로 매우 신비합니다. 특히 표면적으로는 난류와 무관한 종단 속도의 가변성과 국지적으로 발생하는 눈송이의 가속도 사이에 이러한 대응이 있다는 점을 고려하면 더욱 그렇습니다. 난기류에 시달렸습니다.” Garrett이 말했습니다.

크기가 최종 속도를 결정하기 때문에 눈송이 크기에 영향을 미치는 구름의 난류가 지상에서 측정된 난류와 관련이 있다는 것이 가능한 설명입니다. 그러나 세 개의 반쪽 요소는 여전히 미스터리로 남아 있습니다.

연구자들은 난기류와 그것이 눈송이에 미치는 영향을 자세히 관찰하기 위해 기름 방울의 안개를 사용하여 올 겨울 실험을 재검토할 예정입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231219124412.htm