Blog poświęcony popularyzacji badań klimatycznych
Blog > Komentarze do wpisu

Łuski makreli i Henri Bénard

Właśnie skończyłem wpis na polskiej Wikipedii na temat Henri Benarda, bo ciekawią mnie komórki w altocumulusie. Poniżej jest trochę materiału na jego temat i zastosowań w meteorologii.  


W 1898 roku Henri Bénard zaobserwował, dość przypadkowo, regularne komórki w rozpuszczonej parafinie, do której dodał pył grafitowy. Następnie przeprowadził szereg eksperymentów, w których obserwował komórki w cieczy pomiędzy dwiema bliskimi siebie płytkami.  Płytki miały średnicę około 20cm i były w odstępie kilku milimetrów. W 1916 roku Rayleigh wyjaśnił to zjawisko jako ruch ciepłego płynu do góry i osiadanie zimnego płynu na peryferiach komórek. Rayleigh podał warunek na występowanie komórek termicznych, ale jego teoria nie opisuje jaki kształt te komórki mogą przybierać. W eksperymencie Bénarda najczęściej komórki miały heksagonalny kształt, ale zależało to też od różnicy temperatur i odległości płytek pomiędzy sobą. Jeżeli płytki zaczęto przesuwać względem siebie to wtedy powstawały rolki. Komórki te mają obecnie nazwę komórek Rayleigha-Bénarda. Od początku Bénard był zafascynowany analogiami do zjawisk w przyrodzie. W szczególności uważał, że chmury podobne do łusek makreli (altocumulus stratiformis) są przykładem komórek podobnych do tych obserwowanych w laboratorium. Obecnie wiemy, że promieniowanie cieplne na wierzchołku i podstawie tych chmur powoduje oziębianie i ocieplanie podobnie jak pomiędzy płytkami w doświadczeniu Bénarda. W 1937 roku w Paryżu odbyła się Światowa Wystawa Sztuki i Techniki. W budynku, który obecnie mieści paryski Pałac Nauki - Palais de la Découverte, najstarsze muzeum naukowe na świecie (dla przypomnienia - Centrum Nauki w Warszawie powstało niedawno) Bénard ze swoimi współpracownikami pokazywał w pawilonie meteorologicznym eksperymenty obrazujące powstawanie rolek (ścieżek chmurowych) w cieczy. Zresztą swoje ostatnie dwie prace poświęcił zastosowaniom komórek Bénarda w meteorologii między innymi opisowi zjawiska chmur mammatus („chmur piersiowych”). Bénard zmarł w 1939 roku.

 

komorki w Sc 

Otwarte i zamknięte komórki w chmurach stratocumulus. Widać olbrzymią różnicę w jasności tych dwóch systemów, a co za tym idzie zdolności odbijania promieniowania słonecznego.

 

Niedawno (2010) opublikowano fascynujące rezultaty dotyczące komórek Rayleigha-Bénarda obserwowane w chmurach stratocumulus (chmury te są najczęściej występującymi chmurami na świecie).  Okazało się, że komórki Bénarda w stratocumulusie mogą się diametralnie zmieniać w zależności od wielkości kropli. Jeżeli chmury znajdują się w otoczeniu gdzie jest dużo zanieczyszczeń wtedy komórki są zamknięte - jest dużo chmur. Wtedy kiedy powstają w czystym powietrzu, komórki są otwarte, z małą ilością chmur. Zmienia to drastycznie odbicie promieniowania słonecznego od tych chmur.

 

Dla ekspertów:

1. Opis wpływu opadu na strukturę komórek Bénarda można znaleźć w pracy opublikowanej w Nature: Graham Feingold, Ilan Koren, Hailong Wang, Huiwen Xue, Wm. Alan Brewer, Precipitation-generated oscillations in open cellular cloud fields, Nature, 466, 12 August 2010, doi:10.1038/nature09314

2. Komisja naukowa w ENS Paryżu, w roku 1901 uważała, że praca doktorska Bénarda była taka sobie i początkowo wylądował w Lionie.

poniedziałek, 21 listopada 2011, pcirrus

Polecane wpisy

Komentarze
2011/11/25 16:53:50
Korekta obywatelska:
Pierwsza data - nie 1989 a 1898 - jeśli wierzyć wpisowi w Wikipedii. Swoją drogą ten wpis w wersji polskiej wyczerpujący, ostatnia modyfikacja sprzed dwóch dni ;-).

A poza tym - może dwa zdania więcej na czym polega otwartość i zamkniętość komórek?