Математическая модель проливает свет на внутренние океанические волны и прогнозирование климата

Ученые из Политехнического института Ренсселера (RPI) разработали первую в своем роде модель динамики внутренних океанических волн. Модель, основанная на теории волновых взаимодействий, описывает, как эти волны обмениваются энергией и перераспределяют ее, что в конечном итоге приводит к турбулентному перемешиванию водных слоев. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

Понимание внутренних волн, движущихся между слоями воды с разной температурой и плотностью, критически важно для моделирования океанической циркуляции. Именно этот процесс поднимает холодные, богатые питательными веществами воды с глубин и влияет на климат Земли, включая повышение уровня моря, поглощение тепла и углерода, а также состояние морских экосистем.

«Проблема для ученых заключалась в создании точной и надежной теории, которая количественно и точно описывает эти процессы, — отметил профессор математики RPI Юрий В. Львов. — Мы обнаружили сильное соответствие между нашими расчетами, основанными на первых принципах, и данными наблюдений, что говорит о том, что мы уловили ключевую динамику». Новая теория предлагает физически обоснованную альтернативу существующим эмпирическим подходам и закладывает основу для более надежных моделей циркуляции океана, используемых в климатических прогнозах.