Zonal flows op Uranus, Saturnus, Aarde en in kernfusieplasmas

Er is nieuw, sensationeel beeldmateriaal van Uranus beschikbaar. Voor het eerst zijn duidelijke zonal flows opgelost. ‘Zonal flow’ is een term uit de meteorologie die verwijst naar sterke stromingen in de richting van constante breedtegraad langs het oppervlak van de planeet.

Hier ziet u ‘oude’ data van Saturnus, gemaakt door de 35 jaar oude sonde Voyager. Naast de zonal flows zijn ook de giant red storm, turbulente structuren en een paar manen te zien. En wat te denken van dit recente overweldigende shot van ‘swirling storms’ aan de noordpool van Saturnus, gemaakt met de sonde Cassini Huygens? Een prachtige animatie van dezelfde storm staat op het prachtige blog van Emily Lakdawalla. Wacht even tot dat alle beelden zijn geladen, en kijk dan naar hoe de structuren worden meegesleurd met de stroming. Let ook op hoe, door de afschuiving in het stromingsveld, de structuren worden vervormd.

Zonal flows komen ook op Aarde voor, en spelen een belangrijke rol in weer en klimaat. Volgens sommige modelberekeningen zouden variaties van zonal flows in verband kunnen worden gebracht met de plotse klimaatveranderingen.

Ik vind dit spectaculair om twee redenen.

Ten eerste is de zonal flow sterk analoog aan de quasi-twee dimensionale stromingen in toroidaal opgesloten kernfusie plasma experimenten. Een magnetisch opgesloten kernfusieplasma organiseert zich in oppervlakken van constante druk. Magnetische veldlijnen liggen in die oppervlakken. Turbulentie drijft thermisch transport in de richting loodrecht op de oppervlakken. Dat leidt tot vermindering van de reactor efficiëntie. Plasma stromingen parallel aan de magnetisch oppervlakken kunnen dit turbulente transport verminderen of zelfs helemaal onderdrukken. Dat laatste leidt tot dramatische verbeteringen van de reactor-efficiëntie.

Hier een prachtige simulatie van zonal flows in toroidale plasmas, gemaakt door Jeff Candy (General Atomics, San Diego). De turbulente structuren ontwikkelen zich tot 11 s. Daarna krijg je een indruk hoe de turbulente structuren op de donut passen. Na 21 s, zie je heel duidelijk het effect van de flow op de turbulente structuren, in het geval dat het turbulente transport niet onderdrukt wordt.

Ten tweede is het natuurlijk eigenlijk ongelooflijk dat we in staat zijn om zulke prachtige hoge resolutie opnames te maken van objecten die zo afschuwelijk ver van ons verwijderd zijn. Wellicht zijn we zelfs wat te blasé geraakt over de stroom van overweldigend mooie data van NASA en ESO die we met een muisklik kunnen openen. Ieder van deze beelden is een expressie van de creativiteit en het vakmanschap van de fysici en ingenieurs die deze systemen ontwikkelden. Daarover later meer.

Advertenties

Over Marco de Baar

http://de.linkedin.com/pub/marco-de-baar/5/141/b33
Dit bericht werd geplaatst in Hall of fame, Innovatie, Reflectie en getagged met , , , . Maak dit favoriet permalink.

Een reactie op Zonal flows op Uranus, Saturnus, Aarde en in kernfusieplasmas

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit / Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit / Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit / Bijwerken )

Google+ photo

Je reageert onder je Google+ account. Log uit / Bijwerken )

Verbinden met %s