نجح فريق بحثي من معهد هيريون لديناميكا سواحل المحيط بقيادة الدكتور مارك باكلي في تطوير تقنية مبتكرة لرصد التفاعل الدقيق بين الغلاف الجوي وسطح البحر، باستخدام منصة المحيط العائمة FLIP المجهزة بنظام ليزر فائق الدقة.
أظهرت النتائج وجود آليتين متنافستين لتبادل الطاقة بين الرياح والأمواج، تعملان في آن واحد لكن بأسلوبين مختلفين، وهو اكتشاف قد يغير قواعد فهمنا لآليات المناخ والطقس العالمي.
- آليتان متنافستان لتحويل طاقة الرياح إلى الأمواج
كشفت القياسات أن الأمواج القصيرة التي يبلغ طولها نحو متر تتحرك أبطأ من الرياح، مما يؤدي إلى انفصال الهواء فوق قممها وخلق فروق ضغط تنقل الطاقة مباشرة إلى الموجة.
أما الأمواج الطويلة التي قد يصل طولها إلى 100 متر فتتحرك أسرع من الرياح، وتنتج أنماطا فريدة من تدفق الهواء فوقها.
هذه العمليات تحدث بالتوازي في مناطق مختلفة من حقل الأمواج، ما يفتح آفاقا لتحسين نماذج محاكاة دوران الغلاف الجوي والمحيطات.
- أهمية الاكتشاف في تحسين التنبؤات المناخية
يعد تبادل الطاقة والحرارة وغازات الاحتباس الحراري بين المحيط والغلاف الجوي عنصرا أساسيا في تشكيل أنماط المناخ العالمي.
ورغم إدراك العلماء لأهمية هذه التفاعلات منذ زمن، إلا أن التفاصيل الدقيقة لآلياتها الفيزيائية بقيت غامضة. ويأمل الفريق البحثي في تطوير النظام ليتتبع أيضا الحركة تحت سطح الماء بدقة أكبر.
- تقنية ليزر ثلاثية الأبعاد تكشف حركة الهواء والماء معا
تعتمد التقنية على ليزر أخضر يخترق الهواء والماء، حيث تُضاف قطرات دقيقة من الماء في الهواء لتتبع حركة الرياح، تماما مثل ضباب يضيئه ضوء الشمس.
ينكسر الضوء عند السطح المائي، كاشفا عن بنية الأمواج، مما يتيح رؤية متزامنة لكل من حركة الهواء والماء باستخدام تقنية تصوير سرعة الجسيمات (PIV) المعروفة في ديناميكا الموائع، وهي المرة الأولى التي تُستخدم فيها هذه التقنية فوق المحيط المفتوح.