Die Stabilität von von Kármáns Wirbeln

An einem klaren Tag fallen die hohen Gipfel von Fogo, Santa Antão und São Nicolau inmitten der flacheren Inseln Cabo Verde (Kap Verde). Diese drei Vulkaninseln, die höchsten im Archipel, sind hoch genug, um zu erzeugen Regenschatteneffekte diese Unterstützung einzigartige trockene Wälder auf einigen der Inseln.

Die Höhe hilft auch, diese Inseln vorübergehende Luftmassen und Wolken auf eine Weise zu stören, dass Theodore von Kárm– ein erfahrener Mathematiker, Luftfahrtingenieur und einer der Gründer des Jet Propulsion Laboratory – hätte es wahrscheinlich geschätzt. Die Routen werden aufgerufen von Kármán-draaikolkstrateein charakteristisches Muster, das auftreten kann, wenn eine Flüssigkeit an einem langen, isolierten, stationären Objekt vorbeigeht. Von Kármán war 1912 der erste, der die oszillierenden Strömungseigenschaften in mathematischen Begriffen beschrieb, während er als Diplom-Assistent der wegweisenden deutschen Fluiddynamik arbeitete. Ludwig Prandtl.

Obwohl ein französischer Wissenschaftler als erster das Merkmal fotografierte, war von Kármáns wichtigste Erkenntnis ein mathematischer Beweis, der zeigte, dass versetzte Wirbel das beständigste Strömungsmuster waren, das solche Merkmale erzeugen konnten. „Ich fand heraus, dass nur die antisymmetrische Anordnung stabil sein kann und nur für ein bestimmtes Verhältnis des Abstands zwischen den Reihen und des Abstands zwischen zwei aufeinanderfolgenden Wirbeln jeder Reihe“, sagte von Kármán. später geschrieben über die Entdeckung. Mit anderen Worten, die Wirbel sind immer versetzt und kommen nie in eine Linie.

Das Bildspektrophotiometer mit mittlerer Auflösung (MODIS) bei der NASA Terra hat dieses Bild der wirbelnden Wolkenspuren am 20. Dezember 2020 aufgenommen. Die trockenen Wälder sehen etwas dunkler aus als der Rest der Inseln.

Von Kármán war Student an der Universität Göttingen, als er seinen Einblick in den Wirbel erhielt. Er blieb bis 1930 in Deutschland, mit einer dreijährigen Pause, um in der österreichisch-ungarischen Armee zu dienen. Von Kármán war besorgt über den Aufstieg der Nazis in Deutschland und nahm 1930 ein Angebot an, das neue Daniel Guggenheim Aviation Laboratory am California Institute of Technology zu leiten. Dieses Labor wurde später 1958 zum Jet Propulsion Laboratory der NASA.

NASA Earth Observatory Bild von Lauren Dauphin unter Verwendung von MODIS-Daten von NASA EOSDIS / LANCE UND GIBS / Weltanschauung. Geschichte von Adam Voiland.