Vědci odhalili matematický princip turbulence a přiblížili přesnější předpovědi extrémního počasí

SpektrumX Přehled je pravidelná zpravodajská sekce, která vychází třikrát týdně – vždy v úterý, ve čtvrtek a v neděli ráno v 8 hodin. Nabízí výběr nejzajímavějších událostí z domova i ze světa, a to nejen z posledních dnů, ale i z uplynulých týdnů a měsíců. Každé vydání je obohaceno o nejnovější dostupné informace, aby čtenář získal co nejúplnější a nejaktuálnější obraz.

Cílem této sekce je upozornit na témata, která mohla být přehlédnuta, dostala minimální mediální pozornost nebo zanikla v záplavě stále se opakujících zpráv o politice a válečných konfliktech. Přehled přináší unikátní informace, zajímavosti a souvislosti, které jinde často nenajdete. Každý text staví na ověřených faktech a širším kontextu, aby si čtenář odnesl nejen informaci, ale i hlubší porozumění a možná objevil něco, o čem dosud vůbec nevěděl.

Vesmír živě: přímý přenos z NASA

Sledujete živý přenos z Mezinárodní vesmírné stanice, který střídá záběry z interiéru ISS s fascinujícími pohledy na Zemi z výšky přes 400 kilometrů. Když je posádka ve službě, kamery zachycují jejich práci a experimenty, v době odpočinku se přenos přepíná na venkovní kameru s nepřetržitým výhledem na naši planetu. Občasné výpadky signálu jsou běžnou součástí komunikace na oběžné dráze, ale právě díky nim působí stream autenticky a nabízí jedinečný pohled do prostředí, kde probíhá špičkový výzkum i mezinárodní spolupráce.

Stream umístěný v severní části Dánska

Sledujete nepřetržitý živý přenos z lesa, kde kamery tiše pozorují divokou přírodu v jejím přirozeném prostředí. Záběry zachycují proměny dne a noci, počasí, zvuky lesa i nenápadné pohyby zvířat, která byste jinak nikdy neviděli tak zblízka a v takové přirozenosti. Tento stream nabízí klidnou, autentickou podívanou, která spojuje relaxaci, pozorování přírody a možnost na chvíli zpomalit od každodenního shonu.

živý přenos z New York Times Square:

Město, do kterého by se chtěl snad každý jednou podívat, teď můžete sledovat živě přímo z pohodlí domova. New York Times Square živě 24/7 nabízí nepřetržitý pohled na jedno z nejrušnějších míst světa. 

Vědci odhalili matematický princip turbulence a přiblížili přesnější předpovědi extrémního počasí


Turbulence vzduchu a vody patří mezi největší výzvy moderní fyziky. Vědci se už desítky let snaží pochopit, jak se malé víry propojují s těmi velkými a jak tato interakce ovlivňuje atmosféru i oceány. Nový výzkum z University of Chicago přináší průlom, který může změnit způsob, jakým předpovídáme extrémní jevy. Tým spojil klasické fyzikální znalosti s metodami umělé inteligence a vytvořil rovnici, která dokáže popsat turbulentní procesy s nebývalou přesností.

Výpočetní modely se dlouho potýkaly s tím, že musely simulovat každý drobný pohyb v proudění. Tento postup byl extrémně náročný a často nepřesný. Nový přístup využívá metodu equation discovery, která umožňuje AI navrhnout matematické vztahy mezi jednotlivými měřítky proudění. Vědci následně doplnili chybějící fyzikální principy a výsledkem je rovnice, která dokáže zachytit přenos energie mezi víry a zároveň zůstává stabilní i při náročných simulacích.

Nový model a jeho schopnosti

Výsledná rovnice dokáže napodobit chování atmosféry i oceánů včetně vzácných extrémních jevů. Simulace zvládá předpovědět vznik silných cyklonů a dalších nebezpečných situací, které mohou ohrozit lidské životy. Model má málo parametrů, rychle se přizpůsobuje různým podmínkám a poskytuje přesnější výsledky než tradiční metody. Vědci navíc potvrdili, že stejný vztah lze odvodit i klasickými matematickými postupy, což zvyšuje důvěru v jeho správnost.

Přesnější předpovědi extrémního počasí mohou mít zásadní dopad na bezpečnost obyvatel. Silné bouře, náhlé změny proudění nebo rychle vznikající cyklony způsobují každoročně rozsáhlé škody. Včasné varování může rozhodnout o tom, zda se lidé stihnou evakuovat. Pokud nový model dokáže předpovědět nebezpečný jev o několik hodin dříve než současné systémy, může to znamenat tisíce zachráněných životů během příštích let. Záchranné složky získají více času na přípravu a infrastruktura může být lépe chráněna.

Význam pro vědu a budoucnost

Nová rovnice může najít využití v klimatických modelech, oceánografii i studiu proudění v zemském plášti. Vědci plánují její integraci do systémů, které používají meteorologické služby po celém světě. Přesnější simulace mohou pomoci pochopit, jak se bude klima vyvíjet v příštích desetiletích. Tento postup může inspirovat další obory, protože ukazuje, že propojení umělé inteligence a fyziky dokáže urychlit objevování nových zákonitostí.

Výzkum potvrzuje, že kombinace lidského porozumění a výpočetní síly může přinést řešení problémů, které byly dlouho mimo dosah. Přesnější model turbulence může v budoucnu chránit lidské životy a snižovat škody způsobené extrémními jevy. Tento přístup otevírá cestu k nové generaci vědeckých nástrojů, které dokážou lépe porozumět dynamice naší planety.

Zdroj:Phys.org/Ilustrace:Pixabay