法国科学家解开死水效应之谜
时间:2017-12-07

  科学网 - 法国科学家揭开了滞水效应的神秘面纱

  新科学家杂志视频(英文)

  北京时间10月24日消息据“新科学家”杂志报道,1893年,挪威探险家弗里达夫·南森(Fridtjof Nansen)开着他的小船弗拉姆(Fram),穿越西伯利亚北部诺顿斯基特群岛北部的群岛,遇到了一个奇怪的现象。他后来写道:弗洛姆显然是有限的,好像它有神秘的力量束缚它,有时它不能用舵转向。我们一直在盘旋,有时船会自动向右转。虽然我们尽量避免这种情况,但结果并没有任何影响。

  南森称之为“死水效应”,报告称在这种现象的影响下,Flam减速了正常速度的四分之一。研究表明,当一个水域由2〜3个盐度或水层密度组成时,就会出现滞水现象。例如,冰川融化产生的淡水在密度较高的海水之上形成一个相对较薄的层。在海洋深处形成的波浪可以减缓船只的速度,这是肉眼难以察觉的过程。现在,法国科学家通过在实验室水槽中重现该特定场景,发现了这种现象的新细节,甚至发挥了录像的效果。这项研究将帮助科学家更好地理解滞水和分层海域的行为。

  里昂大学物理学家西里尔·多罗西·索佐(Cyril Dorothy Szos)和他的同事们发现,隐藏在水层界面上的波浪在不知不觉中减慢了速度。玩具船通过电缆提供的恒定力量穿过300厘米的水槽。不同盐度和密度的水被分成两层,并用不同的颜色标记。在现实生活中经历了反洗效果的人描述,水槽中的水面非常平静,但是隐波与船碰撞,速度突然变慢。研究小组的一名成员Mersei Yematai说:“它造成了船下的低压,阻碍了船的正常运动。

  当船开始晃动时,含水层下面的水被吸到顶部,以填充船搅动的漩涡。这种情况在两个水位的交界处产生振动,随着船向前移动,振动变得越来越猛烈。当船在波浪前时,波浪变大,变快,最后赶上波浪,波浪在波浪围绕整个船只之前开始逐渐减弱。尽管以前关于滞水的研究主要集中在两层水上,但是真实海洋中的水被分成盐度稍有不同的层。研究人员在他们的实验中增加了第三层水,显然在两个交汇点处有一波波动,但这两种情况下的放缓几乎是一样的。

  Dawes说,研究这些界面波在不同含水层之间形成和发展的方式有助于科学家理解真正的海洋动力学,例如污染物如何与水混合并通过海水过滤,沉淀到海洋深处。乌特勒支大学物理学海洋学家Lomais大学是第一个详细研究回水的人。他说,同样的效果也可以解释为什么游泳运动员在海洋遇到意想不到的困难。

  新科学家报告原文(英文)