Čo určuje výšku veľkých dún?
4.3.2009 23:03:05 | QPhysorg | Počet zobrazení: 3000x
Vedci z Laboratória fyziky a mechaniky heterogénnych látok v Francúzsku v spolupráci s americkými a alžírskymi vedcami ukázali, že veľkosť dún je riadená konvektívnou vrstvou atmosféry.
Fyzici zistili, že duny vznikajú navrstvením menších dún a ich rast je limitovaný interakciou s časťou atmosféry nazývanou inverzná vrstva, ktorá obmedzuje vanutie vetra okolo dún.
Dynamika dún je výsledkom interakcie medzi vetrom, ktorý prenosom zrniek piesku formuje ich tvar a tvarom duny, ktorý riadi atmosférický tok okolo nej. Duny môžu mať tvar kosáka, hviezdy alebo paralelných vĺn. Najmenšie duny sa objavujú spontánne vo forme vĺn na povrchu piesku a ich vrcholy sú od seba vzdialené niekoľko desiatok metrov. Vedci už v minulosti ukázali, že tento základný tvar je riadený inerciou zrnka piesku, ktorá závisí od veľkosti a hustoty zrnka ako aj od hustoty okolitého piesku.
Cieľom vedcov bolo pochopiť, čo určuje veľkosť najväčších dún. Najskôr zmerali vzdialenosť medzi nimi na všetkých púšťach sveta pomocou satelitných záberov. Táto vzdialenosť sa pohybovalo od tristo metrov na pobrežných púšťach až po 3500 metrov vo vnútrozemí. Rozdiel vo veľkosti súvisí s vertikálnou štruktúrou atmosféry. Najnižšia vrstva je konvektívna vrstva, ktorá je v priamom kontakte s povrchom Zeme: v tejto vrstve dochádza vďaka odrazu slnečného tepla od povrchu k termálnej konvekcii. Nad ňou je inverzná vrstva, ktorá konvektívnu vrstvu oddeľuje od stabilnej časti atmosféry nachádzajúcej sa vo vyšších nadmorských výškach.
Vedci ukázali, že veľké duny vznikajú postupnou akumuláciou menších štruktúr riadených vetrom. Tento proces rastu je neobmedzený do chvíle, kým duny nezačnú interagovať s inverznou vrstvou atmosféry. Tá riadi a obmedzuje prúdenie vetra okolo nich. Výsledkom je, že duna je stabilizovaná a jej výška korešponduje s nadmorskou výškou inverznej vrstvy. Vedci na získanie tohto výsledku použili novú metódu určenia výšky inverznej vrstvy. Ukázalo sa, že čím je väčší rozsah ročných teplôt, tým väčšia je inverzná vrstva atmosféry. Napríklad v oblasti oceánov, kde sa teploty menia len veľmi mierne začína inverzná vrstva už niekoľko sto metrov nad povrchom, kým vo vnútrozemí to môže byť aj niekoľko kilometrov. Preto sú duny vo vnútrozemí vyššie.