science >> Wetenschap >  >> Fysica

Wetenschappers maken hogesnelheidsvideo van golven om zeespray beter te begrijpen

Krediet:CC0 Publiek Domein

Golven die op zeekusten beuken, genereren kleine waterdruppels die bekend staan ​​​​als zeespray. Zeespray verplaatst warmte en water van de oceaan naar de atmosfeer, maar wetenschappers weten niet zeker welk deel van het golfbrekende proces de meeste spray genereert, of het nu windschering is, spatten, of het knappen van luchtbellen aan het oppervlak van de golf.

Om deze vraag te beantwoorden, wetenschappers genereerden experimenteel brekende golven in een laboratorium. Ze gebruikten een golftank ter grootte van een gemiddelde bowlingbaan om miniatuurversies van duikbrekers te maken, waar de golfkam over zichzelf krult en naar beneden stort. Het water wordt gekleurd met een fluorescerende kleurstof die wordt verlicht door laserlicht.

De wetenschappers maakten slow motion-video van de golven om het proces van het genereren van zeespray in ongekend detail te observeren. Deze video toont beelden van een van hun golfexperimenten vanuit twee verschillende gezichtspunten. In het eerste schot, de camera beweegt mee met de golf terwijl deze passeert, en in de tweede, de camera staat stil ten opzichte van de golf. Duidelijk zichtbaar zijn kleine luchtbelletjes die knappen en zeespray genereren terwijl de golf door de tank reist. de druppeltjes, waarvan vele kleiner zijn dan zichtbaar in de video, werden gemeten met behulp van in-line high-speed holografische films.

De experimenten laten zien dat er op drie verschillende tijdstippen tijdens het proces van het breken van de golven zeeneveldruppels worden gevormd:wanneer de neerstortende kam het wateroppervlak raakt, wanneer luchtbellen die door de neerwaartse straal zijn opgesloten, barsten, en later wanneer kleinere bellen het oppervlak bereiken en barsten nadat de pauze voorbij is. De resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift van AGU Geofysische onderzoeksbrieven , kan wetenschappers helpen hun begrip te verbeteren van hoe water en warmte vanuit de oceaan naar de atmosfeer worden getransporteerd wanneer golven op een kust botsen.