Хөлдсөн математик, халуун сэдэв: Хэрэглээний онол нь далайн мөсний дулаан дамжилтын талаарх шинэ ойлголтыг санал болгож байна
Хөлдсөн математик, халуун сэдэв: Хэрэглээний онол нь далайн мөсний дулаан дамжилтын талаарх шинэ ойлголтыг санал болгож байна

Далайн мөс нь дэлхийн туйлын бүс нутаг дахь далай ба агаар мандлын хоорондох дулааны солилцоог зохицуулдаг. Далайн мөсний дулаан дамжуулалт нь энэхүү солилцоог зохицуулдаг бөгөөд цаг уурын загварчлалын гол үзүүлэлт юм. Математикийн шинэ онол нь далайн мөс дэлхийн уур амьсгалд хэрхэн нөлөөлдөг тухай бидний ойлголтыг илүү тодруулж, цаг уурыг урьдчилан таамаглах загварыг сайжруулж чадна. "The Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences" сэтгүүлд нийтлэгдсэн шинэ нийтлэлийн зохиогчид дэлхийн туйлын уур амьсгалыг зохицуулах чухал хүчин зүйл болох далайн мөсөөр дулаан хэрхэн дамждаг тухай шинэ ойлголтыг санал болгож байна.
Маккуарийн их сургуулийн (Macquarie University) Хэрэглээний математикийн ахлах багш, судалгааны ахлах зохиолч, доктор Noa Kraitzman (Noa Kraitzman) энэхүү судалгаа нь өнөөгийн цаг уурын загварчлалын гол дутагдлыг арилгах болно гэжээ. Доктор Kraitzman "Далайн мөс хамгийн хүйтэн улиралд далайн гадаргуугийн 15 орчим хувийг эзэлдэг. Энэ бол агаар мандал, далайг тусгаарладаг нимгэн давхарга бөгөөд энэ хоёрын хооронд дулаан дамжуулах үүрэгтэй." Далайн мөс нь нарны гэрлийг тусгаж, дулаан солилцоог зохицуулж, далайд тусгаарлах хөнжлийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Дэлхийн температур нэмэгдэхийн хэрээр далайн мөсөнд хэрхэн нөлөөлдгийг ойлгох нь уур амьсгалын өөрчлөлтийг урьдчилан таамаглахад чухал болж байна.

Энэхүү судалгаа нь дэлхийн цаг уурын олон загварт хэрэглэгддэг чухал үзүүлэлт болох далайн мөсний дулаан дамжилтын илтгэлцүүрт анхаарлаа хандуулдаг. Дулааны тээвэрлэлтийг нэмэгдүүлэх боломжтой далайн мөсөн доторх шингэн давсны уусмалын хөдөлгөөнийг өмнөх загваруудад тооцоогүй байдаг. Доктор Крайцман хэлэхдээ, далайн мөсний өвөрмөц бүтэц нь температур, давсжилтаас мэдрэмтгий хамааралтай байдаг нь түүний шинж чанарыг, ялангуяа дулаан дамжуулалтыг хэмжих, урьдчилан таамаглахад хэцүү болгодог.

Далайн мөсний бүтцийг харвал мөс, агаарын бөмбөлөг, давсны уусмалаас бүрдсэн нарийн төвөгтэй бүтэцтэй байдаг. Далайн дээрх агаар мандал маш хүйтэн буюу хасах 30 хэмээс доош хүйтэрч, далайн ус хасах хоёр хэм орчим хэвээр байх үед энэ нь их хэмжээний температурын зөрүүг үүсгэж, ус дээрээс доошоо хөлддөг. Ус хурдан хөлдөх тусам давсыг гадагшлуулж цэвэр хөлдөөсөн усны мөсөн матрицыг бий болгох ба, үүнээс  агаарын бөмбөлгүүд болон цэвэр мөсөөр хүрээлэгдсэн давсны уусмал гэж нэрлэгддэг шингэн бий болдог. Эдгээр өтгөн давсны уусмал нь далайн цэнгэг уснаас хүнд байдаг тул мөсөн доторх конвектив урсгалыг бий болгож, шингэн давс гадагш урсдаг том "яндан" үүсгэдэг.

Энэхүү судалгаа нь 1999 онд Тродалын (Trodahl) хийсэн хээрийн ажилд үндэслэсэн бөгөөд энэ нь далайн мөсний доторх шингэний урсгал нь түүний дулаан дамжуулалтыг сайжруулдаг болохыг анх нээсэн.

Доктор Kraitzman-ны баг энэ үзэгдлийн математик нотолгоог гаргасан. Тухайн загвар нь далайн мөсний дулааны шинж чанарыг түүний температур, давсны агууламжтай холбох аргыг тодорхойлсон бөгөөд онолын үр дүнг бодит хэмжилтийн утгатай харьцуулах боломжийг олгосон. Тодруулбал, энэ нь цаг уурын томоохон загваруудад ашиглах хэрэгсэл болж, туйлын бүс нутгийн ирээдүйн нөхцөл байдлын талаар илүү үнэн зөв таамаглал дэвшүүлэхэд чухал нөлөөтэй.

Арктикийн далайн мөс сүүлийн хэдэн арван жилд хурдацтай багасаж байна. Энэ байдлаараа мөс их хэмжээгээр хайлах нь эргэх холбоо үүсгэх ба энэ нь далайн ус илүү харанхуй болж, харанхуй болох тусам нарны гэрлийг илүү шингээж, улмаар дулаарч, мөс хайлахад хүргэдэг. Далайн мөс хайлах нь туйлын бүс нутгаас хол байгаа цаг агаарын байдал, далайн эргэлт, далайн экосистемд нөлөөлж болзошгүй юм.

Доктор Крайцман далайн мөсний дулаан дамжуулалтыг ойлгох нь арктикийн ирээдүйг урьдчилан таамаглахад чухал ач холбогдолтой гэжээ. Тэдний загвар нь онолын хүрээг бүрдүүлж байгаа хэдий ч эдгээр загваруудыг цаг уурын томоохон загварт нэгтгэхийн тулд илүү их туршилтын ажил хийх шаардлагатай байгааг судлаачид тэмдэглэжээ. Судалгааг Австралийн Маккуари их сургууль, Ютагийн (Utah) их сургууль, АНУ-ын Нью-Хэмпширийн Дартмут коллежийн (New Hampshire in the U.S) математикчид хийжээ.

Мэдээ бэлтгэсэн: Э.Дэлгэрмаа  /Мэдээллийн технологийн салбар, ЭША/

Эх сурвалж:

  • Noa Kraitzman, Rebecca Hardenbrook, Huy Dinh, N. Benjamin Murphy, Elena Cherkaev, Jingyi Zhu, Kenneth M. Golden. (28 August 2024). Homogenization for convection-enhanced thermal transport in sea ice, Volume 480Issue 2296. The Proceedings of the Royal Society A: Mathematical and Physical Sciences, https://doi.org/10.1098/rspa.2023.0747.
  • https://phys.org/news/2024-08-cold-math-hot-topic-theory.html


Бусад мэдээлэл