Un'immagine 2D della velocità in un getto interno con il numero di Rossby di 100 che mostra come la rotazione planetaria porta alla destabilizzazione e alla dispersione di un modello di flusso inizialmente coerente. Credito:Timour Radko e David Lorfeld
La rotazione terrestre provoca l'effetto Coriolis, che devia massicci flussi di aria e acqua verso destra nell'emisfero settentrionale e verso sinistra nell'emisfero australe. Questo fenomeno ha un grande impatto sui modelli globali del vento e sulle correnti oceaniche, ed è significativo solo per fenomeni geofisici su larga scala e di lunga durata come gli uragani. L'entità dell'effetto di Coriolis, rispetto alla grandezza delle forze d'inerzia, è espresso dal numero di Rossby. Da oltre 100 anni, gli scienziati hanno creduto che maggiore è questo numero, il meno probabile effetto Coriolis influenza gli eventi oceanici o atmosferici.
Recentemente, i ricercatori della Naval Postgraduate School in California hanno scoperto che anche le perturbazioni oceaniche più piccole con numeri di Rossby elevati, come vortici nelle scie sottomarine, sono influenzati dall'effetto Coriolis. La loro scoperta sfida i presupposti alla base dell'oceanografia teorica e della fluidodinamica geofisica. Il team riporta i loro risultati in Fisica dei fluidi .
"Abbiamo scoperto alcuni fenomeni importanti, e in gran parte trascurati, nella fluidodinamica fondamentale che riguardano il modo in cui la rotazione della Terra influenza i vari flussi geofisici, "Timour Radko, un professore di oceanografia e autore della carta, disse.
Radko e il tenente comandante. David Lorfeld originariamente si è concentrato sullo sviluppo di nuovi sistemi di rilevamento sottomarini. Si sono avvicinati a questo problema studiando i vortici del pancake, o appiattito, mini-vortici allungati situati nelle scie dei veicoli sommersi. I vortici sono causati da vortici d'acqua e una corrente inversa dalla turbolenza del flusso d'acqua.
L'anno scorso, un team guidato da Radko ha pubblicato un articolo nella stessa rivista AIP sul controllo rotazionale dei vortici del pancake, il primo documento che ha sfidato la famosa "regola di Rossby". In questo documento più recente, i ricercatori hanno mostrato, attraverso simulazioni numeriche, che i getti interni della scia possono essere controllati direttamente mediante rotazione. Hanno anche dimostrato che l'evoluzione di un campo vorticoso disorganizzato su piccola scala è determinata dalla rotazione planetaria.
"Ecco dove la nostra scoperta potrebbe essere critica, " ha detto Radko. "Troviamo che i cicloni persistono, ma che gli anticicloni si disfano in tempi relativamente brevi. Se gli anticicloni sulla scia sono forti quanto i cicloni, questo significa che la scia è fresca:il nemico è passato non molto tempo fa. Se i cicloni sono molto più forti degli anticicloni, allora il sottomarino probabilmente è sparito da tempo."
L'algoritmo sviluppato dai ricercatori si basa sull'evoluzione dissimile di cicloni e anticicloni, che è una conseguenza della rotazione planetaria. "Perciò, " ha concluso Radko, "tali effetti devono essere considerati nei modelli numerici e teorici dei processi oceanici su scala fine nell'intervallo di 10-100 metri".