De meesten van ons begrijpen wat atmosferische turbulentie is - misselijkmakende vliegtuigbewegingen zijn moeilijk te vergeten.

Maar turbulentie is overal om ons heen:niet alleen in de lucht, maar ook in het water en zelfs in menigten van bewegende mensen.

Maar misschien verrassend, details rond de wetenschap van turbulentie zijn niet zo goed begrepen. Onderzoekers die stroming en turbulentie binnen verschillende disciplines bestuderen, moeten de complexe werking ervan nog volledig begrijpen - en als gevolg daarvan, het oplossen van problemen in verband met turbulentie is moeilijk.

Turbulentie overal om ons heen

In eenvoudige zin, turbulentie kan worden beschreven als een toestand van vloeistofstroom. En hoewel het sommige vliegtuigvluchten ongemakkelijk maakt, turbulentie in onze atmosfeer is essentieel voor het bestaan ​​van al het leven op aarde.

Turbulentie mengt warmte, vochtigheid, koolstofdioxide en verontreinigende stoffen van en naar het aardoppervlak, onze biosfeer in een bewoonbare staat te houden. Zonder turbulentie, de lucht nabij de grond zou veel heter zijn - als de zon op is, je voeten zouden smelten terwijl je hoofd zou bevriezen!

Meer dan tweederde van de Australische bevolking woont in hoofdsteden, het creëren van problematische vormen van turbulentie. Dichtbevolkte regio's met een beperkte vegetatiebedekking absorberen warmte van de zon en geven deze af via opdrijvende turbulente pluimen. Dit proces kan complexe microklimaten creëren met aanzienlijke problemen met de luchtkwaliteit.

Smog en algenbloei zijn extreme omstandigheden waarbij verminderde turbulentie en stroming ons op een negatieve manier beïnvloeden.

Turbulentie in water vertraagt ​​het zeker - zonder turbulentie, drijven in een kano op de Yarra River zou gebeuren op een huiveringwekkende 2, 000 km per uur, in plaats van een luie kilometer per uur.

In technische termen, ons onvermogen om turbulente stromingen nauwkeurig te modelleren en te beheersen leidt tot inefficiënt overontwerp, en beperkt toekomstige technologieën in een breed scala aan toepassingen. Ongeveer 10% van alle jaarlijks opgewekte elektriciteit wordt momenteel verbruikt om de effecten van turbulentie te overwinnen.

Da Vinci's 'turbolenza'

In de geesteswetenschappen, het begrip turbulentie wordt veel gebruikt in artistieke voorstellingen en literaire uitingen tot en met filosofische theorieën, economische modellering en beschrijvingen van politieke revolutie.

In tegenstelling tot hun wetenschappelijke tegenhangers, geesteswetenschappers gebruiken het begrip turbulentie bijna uitsluitend in negatieve zin als wanorde, ontregeling, agitatie en commotie.

Deze betekenis van het woord is te zien in een van de vroegst gedocumenteerde beschouwingen van stromingspatronen in water. Leonardo da Vinci, gezien de wervelende beweging van water rond een obstakel, beschreef het als geagiteerd en verstoord:als "turbolenza".

Da Vinci's kunst en wetenschap ontstonden niet in een vacuüm, maar werden diep gevormd door de wereld om hem heen. Dit was een wereld in oorlog, die hem door de Italiaanse staten en uiteindelijk naar Frankrijk dreef. Sommige van zijn studies van lucht- en waterstroming, en zijn uitvindingen die de vlucht van vogels aanpassen, waren direct bedoeld als bijdragen aan militaire technologieën in deze conflicten.

turbulentie, daarom, was niet alleen een abstract onderzoeksonderwerp voor da Vinci, maar ook een doorleefde ervaring, en zijn ontwerptoepassingen een kritieke bron van inkomsten.

Kijken naar Leonardo herinnert ons aan het cruciale maar vaak genegeerde punt dat studies van turbulentie een lange geschiedenis hebben. Het begrijpen van deze geschiedenis is van fundamenteel belang om te begrijpen hoe turbulentie in het verleden is geconceptualiseerd, die heeft geïnformeerd hoe we het nu begrijpen, en hoe we ons dat in de toekomst zullen voorstellen.

Dergelijke overwegingen worden bepaald door de huidige problemen – of het nu gaat om technologische, cultureel, sociaal en/of politiek. Een van de meest urgente kwesties van onze tijd - en een die turbulentie in al deze facetten inkapselt - is de vluchtelingencrisis. Dit heeft geleid tot een stroom van mensen over land in proporties die historisch gezien ongekend zijn.

Het gebruik van chemische oorlogsvoering tegen burgers in Syrië weerspiegelt ook de raakvlakken tussen industrialisatie, atmosferische turbulentie en menselijke stroming.

Problemen oplossen met uiteenlopende expertise

Turbulentie beter begrijpen kan de luchtweerstand verminderen, efficientie verbeteren, lager brandstofverbruik en betere milieuresultaten tijdens het vliegen. Dit is vooral belangrijk voor een land als Australië, dat zo sterk afhankelijk is van langeafstandsvluchten.

Of, door betrouwbare en gevalideerde modellen op te stellen voor de grootte en schaal van turbulentie op wind- en getijdenenergieparken, we zouden hun betrouwbaarheid kunnen verbeteren, en de risico's van turbinestoringen en stroomuitval te verminderen.

Inzicht in turbulentie in kust- en binnenwateren zal helpen bij het identificeren van de beste praktijken voor het onderhoud van rivieren, estuariene en kustgezondheid van de oceaan.

Op langere termijn, technische bekwaamheid met betrekking tot turbulentie van kan ons helpen de turbulente stroom van mensen te begrijpen, bijvoorbeeld naar aanleiding van het gebruik van chemische wapens in oorlogen en vluchtelingencrises.

Partnerschappen in de wetenschap, technologie, Engineering, kunst en geesteswetenschappen helpen ons na te gaan hoe en waarom turbulentie wordt begrepen in verschillende culturele kennissystemen, en begrijpen hoe turbulente stromingen in alledaagse en extreme contexten worden begrepen, gemodelleerd, en beheerd.

Zo bouwen we aan een duurzame toekomst.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.