Космический танец ветра и скал: над Антарктидой сняли завораживающие вихри фон Кармана

Ветры над антарктическими ледяными просторами вырезали в облаках невероятные, закрученные вихри. Эти удивительные узоры были замечены из космоса спутником NASA Landsat 8.

Что это такое?

Узор из кружащихся вихрей, известный как «улицы вихрей фон Кармана», можно увидеть из космоса: он спиралью закручивается в облаках, парящих над арктической тундрой. Такие вихри образуются, когда сильные порывы ветра (до 55 км/ч, или 34 миль в час) встречают на своём пути препятствия — острова, горы или вулканы.

В данном случае свирепые арктические ветра столкнулись с островом Петра I, который закрутил их в эти поразительные формы.

Остров Петра I — это необитаемый вулкан у берегов Антарктиды, окружённый ледяными водами моря Беллинсгаузена (часть Южного океана). Ледяной вулкан на острове, который извергался совсем недавно по геологическим меркам, вздымается от уровня моря до высоты более 1 615 метров (5 300 футов).

Почему это невероятно?

Спутник NASA Landsat 8 сделал этот снимок кружащихся вихрей, как сообщается в заявлении агентства. Для этого спутник использовал инструмент Operational Land Imager (OLI), или усовершенствованный тепловой излучатель и радиометр.

Landsat 8, запущенный в 2013 году, является вторым по «свежести» спутником программы Landsat. Самый новый аппарат, Landsat 9, был запущен в 2021 году. Миссии NASA Landsat ведутся с 1972 года, чтобы наблюдать за Землёй из космоса.

Когда мы думаем о космических миссиях, мы часто представляем далёкие галактики и звёзды. Но «последний рубеж» на самом деле может стать мощным инструментом для понимания нашего собственного мира, ведь космос — это лучшая точка обзора для изучения Земли.

Снимки такого типа, а также огромный массив данных, собранных такими миссиями наблюдения за Землёй, как Landsat, помогают поддерживать сельское хозяйство и фермеров, помогают учёным в борьбе с изменением климата и решать множество других задач. Это красивое, закрученное изображение служит напоминанием о том, как космос может приблизить нас к Земле.

За эстетической красотой этих вихрей скрывается строгая физика. Явление получило имя в честь Теодора фон Кармана — легендарного учёного-механика, который первым математически описал этот процесс. Когда поток воздуха (или жидкости) обтекает препятствие, с его подветренной стороны возникают две противоположно закрученные «дорожки» вихрей, которые срываются поочерёдно то слева, то справа. Именно эти регулярные «срывы» и создают тот самый периодический узор, напоминающий уличную мостовую — или, если смотреть сверху, цепочку гигантских небесных запятых.

Интересно, что в случае с островом Петра I мы видим почти идеальную лабораторную модель. Ветры над Южным океаном дуют с удивительным постоянством, а сам остров имеет достаточно чёткую, куполообразную форму. Это позволяет вихрям формироваться и сохранять структуру на протяжении сотен километров, не размываясь в хаотичной турбулентности.

Наблюдать такие явления с орбиты особенно ценно для климатологов. Улицы фон Кармана — не просто красивая картинка. Они помогают рассчитывать силу ветра в удалённых регионах, куда невозможно отправить метеозонды, и даже оценивать энергообмен между океаном и атмосферой. В случае с Антарктидой, где наземных станций катастрофически мало, эти данные становятся золотым ключом к пониманию того, как «дышит» самый холодный континент Земли и как его ледяные вихри влияют на погоду по всему миру. А ещё это напоминание, что даже в самой суровой и безжизненной точке планета способна создавать искусство — нужно лишь подняться повыше, чтобы его увидеть.