Igor Kolokolov e Vladimir Lebedev, esperti scientifici della Facoltà di Fisica dell'HSE e del Landau Institute for Theoretical Physics of Russian Academy of Sciences, hanno sviluppato una teoria analitica che lega la struttura dei vortici coerenti formati a causa di cascate inverse in turbolenza 2-D con le proprietà statistiche delle fluttuazioni idrodinamiche. Scoprire questo legame potrebbe essere utile per identificare le cause delle particolari caratteristiche di fenomeni atmosferici come cicloni e anticicloni. La loro ricerca è presentata in un articolo pubblicato su Journal of Fluid Mechanics .

Secondo Vladimir Lebedev, uno degli autori dell'articolo, 'Questo riguarda come l'ordine esce dal caos, ' notando, "siamo stati in grado di generare uno schema analitico che spiega i risultati di esperimenti numerici e di laboratorio in cui si osservano vortici coerenti (formazioni di vortici stabili) mettendo in relazione le caratteristiche dei vortici con le proprietà statistiche delle fluttuazioni caotiche."

L'articolo, "Statistiche di velocità all'interno di vortici coerenti generati dalla cascata inversa della turbolenza 2-D", pubblicato in Journal of Fluid Mechanics , presenta una teoria analitica coerente che descrive sia il flusso medio intensivo all'interno dei vortici che le fluttuazioni in essi. Vale a dire, la ricerca indica che i vortici possiedono una struttura universale:quando c'è un intervallo, la velocità di azimut non dipende dalla distanza dal centro del vortice. Vengono stabilite le proprietà statistiche delle fluttuazioni nell'intervallo universale. Possono essere utilizzati, ad esempio, determinare l'avvezione e la miscelazione degli inquinanti nel flusso turbolento.

In breve, la teoria aiuta a spiegare i risultati degli esperimenti di laboratorio e la modellazione numerica della turbolenza 2-D dove in precedenza erano stati osservati vortici coerenti. Gli scienziati notano che questa ricerca non si basa su formule semiempiriche, per cui vengono tratte conclusioni generali sugli esperimenti computazionali e naturali, ma piuttosto le correlazioni derivate dai primi principi. I risultati dell'analisi sono preziosi per il loro potere predittivo, così come la comprensione di tali fenomeni.

Per di più, l'articolo presenta gli ultimi risultati degli sforzi degli scienziati per analizzare i vortici coerenti nella turbolenza 2-D, che gli autori indagano da più di un decennio.

Come notano sia Kolokolov che Lebedev, nonostante il fatto che la geofisica sia molto più ricca dell'idrodinamica a film fluido, ci sono motivi per considerare fenomeni atmosferici su larga scala come i cicloni, anticicloni e uragani come strutture coerenti che emergono dal 'caos'. Questo, a sua volta, arricchisce la nostra comprensione delle leggi che controllano l'aspetto di tali fenomeni atmosferici. Per di più, questo potrebbe, Oltre il lungo termine, persino offrirci possibilità di gestire i fenomeni.