3D-модель таяния снежинки

Аддитивные технологии начали часто использовать для исследования и прогнозирования погоды. 3D-печать оказалась крайне полезной в процессе сбора метеорологических данных (в частности, для изучения града).

Необходимость исследований

Ни для кого не секрет, что климатические условия на Земле начали стремительно меняться. На протяжении последних десятилетий это стало очень заметным. Так как это может иметь потенциально разрушительные последствия, НАСА планирует запустить две спутниковые миссии в космос. Они будут направлены на изучение ледников, ледяных щитов и морского льда. Все это в совокупности посвящено изучению криосферы.

Одним из способов изучения криосферы является исследование снежинок. В частности, ученых интересует процесс их таяния. Тщательное изучение данного явления позволит спрогнозировать стихийные бедствия, такие как разрушения линий электропередач и деревьев. Недавно в калифорнийской Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) визуализировали 3D-модель снежинки, активно тающей в атмосферной среде. Это пока единственное исследование, имитирующее данное явление в компьютерном режиме.

Как все происходит?

В верхних шарах атмосферы, где температура очень низкая, дождевые капли превращаются в снежинки. Как только они спускаются в нижние шары, где температурный режим достигает нуля градусов, они обратно превращаются в капли воды. Такой простой, на первый взгляд, процесс как таяние снежинок может вызывать различные проблемы: блокировка радиосигналов, создание неблагоприятных условий для авиакомпаний.

Применяя новую 3D-модель Leinonen, которая реплицирует важные особенности таяния снежинок, исследователи лучше поймут сам процесс. С помощью данной модели можно будет установить причинно-следственную связь между типами снежинок и их таянием, их взаимодействие с радиолокационными и телекоммуникационными сигналами. Как показывает 3D-моделирование, капельки талой воды сначала собираются в ложбинках снежинки. Затем вогнутые области с водой сливаются вместе и образуют жидкую оболочку вокруг ледяного ядра. В итоге снежинки превращаются в капли воды. Сантиметровая модель 3D-снежинки состоит из многих отдельных кристаллов льда. Когда они сталкиваются в воздухе, «отростки» кристаллов сплетаются в замысловатый узор. Наглядно все это можно увидеть на видео: https://youtu.be/VxhQ3weqmiY

Комментарии (0)