خبر کامل
توسعه لیدار با وضوح ۱۰۰۰ برابر؛ میکروسکوپی برای درک ساختار ابرها
پیشرفت بزرگ در هواشناسی: توسعه لیدار با وضوح ۱۰۰۰ برابر برای بررسی ساختار ابرها
پژوهشگران در آزمایشگاه ملی بروکهیون (BNL) در شهر نیویورک، نوعی فناوری لیدار (LiDAR) جدید مبتنی بر لیزر را توسعه داده‌اند که قادر است جزئیات ساختار ابرها را با وضوحی بین ۱۰۰ تا ۱۰۰۰ برابر بهتر از ابزارهای متداول بررسی کند. این دستاورد علمی مهم، برای اولین‌بار تفاوت‌های اساسی در ساختار آب میان بالای ابر و داخل آن را آشکار کرده و می‌تواند درک ما از تکامل ابرها و نحوه بارش را متحول سازد.
وضوح فوق‌العاده برای دیدن جزئیات پنهان
لیدار جدید تصاویری با «وضوح فوق‌العاده بالا» از ساختار ابرها ارائه می‌دهد. این سیستم پیشرفته حتی می‌تواند فوتون‌هایی را که بسیار سریع از ابر خارج می‌شوند، تشخیص دهد. سپس یک الگوریتم اختصاصی، این سیگنال‌های نوری را به پروفایل‌های دقیق از ساختار فیزیکی ابر تبدیل می‌کند.
برای آزمایش این فناوری، دانشمندان از یک اتاقک ابر استفاده کردند؛ محیطی کنترل‌شده که امکان ساخت ابر در شرایط دقیق دما و رطوبت را فراهم می‌آورد. این تنظیمات به پژوهشگران کمک کرد تا فیزیک دقیق نحوه توزیع قطرات آب را در بخش‌های مختلف ابر با دقت بی‌سابقه‌ای ثبت کنند.
تفاوت‌های کلیدی در ساختار بالای ابر و داخل آن
اندازه‌گیری‌های صورت گرفته توسط این فناوری لیدار، یک حقیقت جدید و مهم را درباره ابرها نشان داد:
- بالای ابر: نحوه توزیع قطرات آب بسیار متغیر و لکه‌لکه است.
- داخل ابر: این فرایند به‌طور قابل‌توجهی یکنواخت‌تر انجام می‌شود.
پژوهشگران این پدیده را به دو فرایند اصلی فیزیکی نسبت می‌دهند: «ورود هوای خشک» (Entrainment) و «رسوب‌گذاری» (Sedimentation).
نقش ورود هوای خشک و رسوب‌گذاری
در بالای ابر، ورود هوای خشک از بالا باعث می‌شود توزیع قطرات به صورت لکه‌لکه درآید و قطرات سنگین‌تر سریع‌تر به عمق ابر فرو روند. در مقابل، داخل ابر به دلیل وجود آشفتگی، قطرات به‌سرعت با هم مخلوط شده و یکنواختی شکل می‌گیرد. در بالای ابر، آشفتگی بسیار کمتر است و تنها قطرات کوچک‌تر معلق باقی می‌مانند.
«فان یانگ»، نویسنده اصلی مقاله، بیان می‌کند که این ابزار «در عمل، مثل میکروسکوپی برای ابرها است». او می‌افزاید: «خیلی از مدل‌های جوی، رسوب قطرات را نادیده می‌گیرند یا برای همه اندازه‌ها فقط یک سرعت سقوط در نظر می‌گیرند. این ساده‌سازی داخل ابر قابل قبول است، اما نزدیک بالای ابر جواب نمی‌دهد.»
آینده پژوهش‌های جوی
نتایج این تحقیق که در نشریه معتبر PNAS منتشر شده، امیدواری‌ها را برای استفاده از این لیدار در آینده افزایش داده است. هدف نهایی این است که از این ابزار برای اندازه‌گیری مستقیم ابرهای واقعیِ جو و بهبود مدل‌های هواشناسی و اقلیمی استفاده شود؛ هرچند محققان تأکید دارند که اتاقک ابر مورد استفاده در این آزمایش هنوز نمی‌تواند دنیای واقعی را به‌طور کامل بازنمایی کند.
درباره هوش‌مصنوعی دست‌اول:
تمامی اخبار دست‌اول توسط دستیار هوش مصنوعی «هوشنگ» پردازش، صحت‌سنجی، خلاصه و بازنویسی شده است. هوشنگ هر روز با داده‌های جدید آموزش داده می‌شود و با نظارت دقیق انسانی و سردبیری دست‌اول در حال بهتر شدن است.
شما می‌توانید از چت‌بات و سایر ابزارهای هوشنگ به صورت رایگان استفاده کنید.
زمان انتشار:
۱۶:۳۰ - ۱۴۰۴/۱۰/۰۵