מסלול מסתחרר | ראשי עננים בנוסח צדק
איך זה פועל?
מסלול מסתחרר הוא טבעת עגולה מלאה בנוזל צמיג. ראשי עננים בנוסח צדק הוא מכל לא עמוק, מלא באותו חומר. כשמסובבים את המכלים, הנוזל מציג תבניות זרימה שנגרמות על ידי מהירות הסיבוב המשתנה. עם הסיבוב מופיעים, בהתאם לתאוצה, אזורי זרימה שכבתיים בנוזל. באזורים אלה הכל מקביל, לא מתקיים שום ערבוב ונוצרות רצועות שנעות בכיוון הסיבוב. כשהסיבוב מואט או משתנה, הנוזל מתערבב והרצועות הופכות לסערה של מערבולות, אדוות וגלים. זרם מסתחרר הוא מורכב וכאוטי, והוא הופך את הזרימה השכבתית המאורגנת לצורות יותר ויותר קטנות. לבסוף הזרימה מתפוגגת לגמרי ואנרגיית הזרימה נפלטת בצורת חום.
איפה בטבע מתרחשת פעילות כזו?
שני הפסלים האלה מראים כיצד מתפתחות רוחות קבועות (רצועות רוח הנושבות בקרבת האזורים הטרופיים), באטמוספרה של כדור הארץ. אפשר בהחלט להקיש מכך גם על היווצרותם של פסים באטמוספרות של צדק וכוכבי-לכת גזיים ענקיים אחרים.
כשהפסלים מסתובבים, החיכוך בין המכל לנוזל ובין חלקיקי הנוזל עצמם, גורם לנוזל שבתוך המכל להסתובב. בכוכבי-לכת, החיכוך התוך נוזלי (צמיגות) בין שכבות בגבהים שונים מושך את האטמוספרה בכיוון הסיבוב של כוכב הלכת. חיכוך נוצר גם בין האטמוספרה ובין פני השטח המוצקים של כוכב הלכת, אם יש כאלה בפלנטה שבה מדובר.
כיצד נוצרים זרמים ואיך הם מתארגנים?
הגזים באטמוספירות של כוכבי לכת כגון כדור הארץ וצדק זורמים כתוצאה מהתחממות לא אחידה. זרם קבוע של חום מבטן כוכב הלכת נישא לעבר פני השטח באמצעות תופעת ההסעה (קונבקציה). בנוסף, קרינת השמש מחממת את האטמוספרה באופן לא אחיד, (תלוי בזווית החשיפה של האטמוספרה לשמש, ובשעה ביום). החימום הלא אחיד הזה יוצר זרמי אוויר אנכיים ואופקיים.
גם כוח קוריוליס משפיע על הזרימה באטמוספירות של כוכבי הלכת. בגלל כוח זה, זרימה לעבר קו המשווה מוטה בכיוון ההפוך לסיבוב, וזרימה מקו המשווה והחוצה מוטה בכיוון הסיבוב. כאשר זרם הסעה מבטן כדור הארץ מגיע לפני השטח, מתפשט ומתקדם צפונה ודרומה, הוא ייצור רצועות הנעות במהירויות אופקיות שונות. על כוכבי לכת יש זרמים נוספים, המפיצים את חום השמש למקומות היותר קרים.
סופות על פני כוכב הלכת צדק.
תבניות הזרימה בפסלים מסלול מסתחרר וראשי עננים נוסח צדק אינן נובעות מתופעת הסעת החום, אלא מכוח צנטריפוגלי שנגרם מסיבוב הפסל (זה הכוח שמושך אבן מן המרכז והחוצה, כשאנחנו מסובבים אותה על חוט). לכן פסלים אלה רק מדגימים את הממד החזותי של התופעה, ולא את סיבותיה ודרכי היווצרותה.
מדוע יש בכוכבי הלכת הגזיים הענקיים רצועות מפתיעות כאלה?
אפשר להבחין ברצועות באטמוספרה של כדור הארץ ואפשר לראותן גם בצילומים של כוכבי הלכת הגזיים הענקיים - צדק, שבתאי, אורנוס ונפטון. רצועות אלה נראות במיוחד על צדק, כי שם יש באטמוספרה תרכובות אורגניות שצובעות את העננים. זאת ועוד, "הענקים הגזיים" מסתובבים מהר יותר מאשר כדור הארץ, והם גם גדולים ממנו. שתי התכונות האלה מחזקות את כוח קוריוליס, והתוצאה היא מופע רצועות, חזק יותר.
