המערבולת

מה מקור האנרגיה של רוחות הענק? כיצד הן נוצרות? מדוע הן מתפתחות וגדלות? פרופ' גרגורי פלקוביץ, מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן למדע, בוחן תיאוריות שונות במטרה להבין כיצד מתחוללות התופעות הענקיות האלה באטמוספירת כדור-הארץ 

רוחות הענק בכדור הארץ
רוחות הענק בכדור הארץ

מערכות רוח ענקיות ממחישות לנו, בכל פעם מחדש, את מורכבות הגורמים המשפיעים על מזג האוויר. אבל מה מקור האנרגיה של רוחות הענק? כיצד הן נוצרות? מדוע הן מתפתחות וגדלות? פרופ' גרגורי פלקוביץ, מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן למדע, בוחן תיאוריות שונות במטרה להבין כיצד מתחוללות התופעות הענקיות האלה באטמוספירת כדור-הארץ. "האטמוספירה היא שכבה דקה מאוד ביחס לגודלו של כדור-הארץ", הוא אומר. "באופן טבעי, אנו מתעניינים בעיקר במה שקורה בגובה של עד 10 קילומטרים. זו שכבה, שביחס לעובי האטמוספירה כולה אפשר לראותה כדו-ממדית".

פרופ' פלקוביץ, כפיסיקאי תיאורטיקן, פיתח מודל תיאורטי של התהליכים אשר מתחוללים בשכבת אטמוספירה זו. כדי לבחון את המודל בתנאים מבוקרים, חבר לפיסיקאי הניסיונאי פרופ' מיכאל שטס מהאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, בקנברה, שבנה במעבדתו מערכת שולחנית המדמה את המערכת האטמוספירית הנמוכה (עד לגובה 10 ק"מ). במערכת זו, שבה מים ממלאים את תפקיד האוויר, הוא יצר תנודות – והמתין.

הבדלים בין מידת הבליעה של קרינת השמש בקרקע באזורים שונים, והבדלים בחימום הישיר של האוויר על-ידי השמש באזורים שונים, יוצרים הפרשי טמפרטורה ובהתאמה הפרשי לחצים. כתוצאה מכך מתחוללות תדיר באטמוספירה הן תנועות אוויר אנכיות והן זרימות (רוחות) אופקיות.

המדענים יצרו תופעות דומות במערכת המבוקרת במעבדה, וקיבלו תוצאות המתאימות לתחזיות המודל שפיתח פרופ' פלקוביץ. מתברר, שאם מתחוללת תנועה אנכית זעירה יחסית במערכת שבה מתחוללת כבר תנועה (רוח) אופקית חזקה, תתפתח בתוך זמן מערבולת אופקית גדולה מאוד. "מדובר במערבולות בקנה-מידה עולמי", אומר פרופ' פלקוביץ. "קוטרן יכול להגיע עד ל-1,000 ואפילו ל-5,000 קילומטרים. רק מדידות מלוויינים יכולות ללמד אותנו על היקפן המלא".

אבל היווצרות המערבולת היא רק השלב הראשון בתהליך. בשלב הבא, כעבור פרק זמן מסוים, מתחוללת תופעה מפתיעה. מתברר, שמערבולת הרוח האופקית, שיחסית אפשר לראותה כדו-ממדית, "מדכאת" את המערכת האנכית (שבמקור גרמה להיווצרותה), ו"שואבת" ממנה אנרגיה נוספת. כיוון שהסיבות לזרימה האופקית עדיין קיימות, נוצרת זרימה אופקית חדשה, ולמעשה גדולה יותר, שגם היא מעבירה את האנרגיה שלה למערבולת האופקית. כך נוצר מעין "מנוע צמיחה", המספק אנרגיה וגורם לגדילה הדרגתית של המערבולת האופקית.

אהבת פועלי הבניין
בשנת 1984, זמן קצר לאחר שקיבל תואר שלישי בפיסיקה מהמכון לפיסיקה גרעינית של נובוסיבירסק בברית-המועצות לשעבר, התפנה פרופ' גרגורי פלקוביץ, מהמחלקה לפיסיקה של מערכות מורכבות במכון ויצמן למדע, למחשבה על עניין פרוזאי למדי: דיור. באותו זמן, ובאותו מקום, התקיים מחסור חמור בשטחים בנויים למגורים, ורשימת ההמתנה לדירה הייתה ארוכה במידה שאפשר לתארה כמייאשת. ד"ר פלקוביץ הצעיר, במעמדו המקביל לזה של חוקר בתר-דוקטוריאלי, יכול היה לצפות למשהו כמו עשר שנות המתנה לפחות.

בערב אחד, בשיחת "קיטור" עם חברים, עלה רעיון יצירתי: להציע לאקדמיה הלאומית למדעים עיסקה שקשה לסרב לה: הפיסיקאים הצעירים ישפצו את מבני המגורים של האקדמיה, ובתמורה תקוצר תקופת ההמתנה שלהם לדיור. ההצעה התקבלה, הפיסיקאים השתלשלו מגגות המבנים ב"סנפלינג", אטמו קירות, טייחו, צבעו ותיקנו מרזבים, אבל בערב יכלו סוף-סוף להתרווח בדירות צנועות משלהם.

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

2 תגובות

  1. פרופ' גרגורי פלקוביץ הינו אחד מהמדענים המוכשרים ביותר העובדים כיום בישראל. תחום עיסקו הכללי הינו חקר טורבולנציה שלגביו קיימות שאלות שהפיסיקה מנסה זה מאות שנים להתמודד איתם ללא הצלחה. מאז הסיק קולמוגורוב את חוק הדמיות לגבי טורבולנציה נעשתה מעט מאד עבודה משמעותית בתחום. בשנים האחרונות היה זה גרגורי פלקוביץ שהראה את מגבלותיו של חוק הדמיות הטורבולנטי מתי הוא תקף מתי לא ואיך ניתן להרחיב אותו. היה לדעתי מומלץ מאד לשמוע עוד על עבודותיו של פלקוביץ.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

דילוג לתוכן