CATURBO - Karakteristike turbulencije bure
Znanstveni projekt Hrvatske zaklade za znanost
Ključne riječi: atmosfera, lom valova, atmosferski granični sloj, mezoskala, turbulentna kinetička energija, disipacija, energija vjetra, onečišćenje zraka, očuvanje okoliša.
Turbulencija je i dalje principijelno neriješeno pitanje u znanosti; pojavljuje se skoro svuda oko nas, npr. u rijekama, moru, zraku, plazmi (visokim slojevima atmosfere). Istovremeno, nema drugog dijela atmosfere koji bi bio važniji za ekološke sustave od tzv. atmosferskog graničnog sloja ('Atmospheric Boundary Layer', ABL) odnosno najnižeg sloja atmosfere koji je stalno pod utjecajem turbulencije. Tlo - more - led izmjenjuju toplinu, impuls i masu sa slobodnom atmosferom putem ABL-a. Pri tome su karakteristike ABL (kroz turbulenciju) pod utjecajem terena, načina korištenja tla, vanjskog forsiranja poput zračenja te rotacije Zemlje. Promjene u okolišu koje nastupaju bilo putem postupnih globalnih promjena ili putem brze atmosferske disperzije onečišćenja imaju snažan utjecaj na sve žive organizme u ABL-u zbog svoje interaktivne uloge između više atmosfere i podloge (kopna, mora ili leda).
Turbulentna zavjetrinska oluja što puše iznad istočnog Jadrana zove se bura. Sličan tip vjetra postoji i drugdje, na skoro svim kontinentima gdje postoji strujanje zraka i teren prikladan za rezonanciju između pripadnog strujanja i terena (orografije). Satne brzine bure prelaze 20 m/s, a udari postižu čak 50 do 70 m/s u zavjetrini planina (orkanske brzine!). Već je pokazano da uloga turbulencije u razvoju i strukturi bure nije dovoljno poznata. Projekt ima za cilj objasniti osnovne osobine turbulencije bure vezane uz lom planinskih valova, turbulentnu kinetičku energiju (TKE; produkciju, disipaciju, itd.) i prostorno-vremenski razvoj strujanja i malih mezoskalnih struktura.
Nedavni projekti, konferencijske prezentacije, radionice i CC/SCI publikacije jasno ukazuju na relevantnost, međunarodnu prepoznatljivost i potencijal ciljeva ovakvog projekta. Najproduktivniji donedavni nacionalni projekt u Geoznanostima je BORA (pri MZOS-u) i služi kao osnova za ovaj projekt CATURBO. Temeljno istraživanje o turbulenciji se danas relativno rijetko provodi u svijetu, no ovaj projekt ima jasne znanstvene i praktične primjene, te prijenos znanja. To se postiže istraživanjem specifičnog strujanja, bure, važnog i za promet, iskorištavanje energije vjetra te prijenos i raspršenje onečišćenja u obalnom području.
Već spomenute pojave kao što su valovi, turbulencija, transport i raspršenje zračnog onečišćenja, korištenje energije vjetra proučavamo na temelju mjerenja vjetra i temperature visokog uzorkovanja na nekoliko vertikalnih nivoa. Takav (rijedak) tip mjerenja omogućava proračun turbulentnih tokova i TKE komponenata bitnih za npr. proračun naprezanja materijala, atmosferskog raspršenja onečišćenja i validaciju numeričkih prognostičkih meteoroloških modela fine skale razlučivanja. Meteorološke modele također koristimo u istraživanjima rotora bure, pulsacija bure i opasnih hidrauličkih skokova jake i olujne bure. Time ćemo ostvariti bolje razumijevanje turbulencije bure, njeno kvalitetnije tretiranje u spomenutim numeričkim modelima i osigurati pripadnu bolju parametrizaciju još uvijek nerazlučenih turbulentnih procesa. Navedeno dopušta brzu primjenu u proučavanju i korištenju energije vjetra i proračunima prijenosa zračnog onečišćenja, kao i detaljniju prognozu bure (početak i završetak pojave te prostorna razdioba).
Ovim projektom hrvatska geofizika zadržava izvrsnost i nastavlja pružati ekspertizu o atmosferskoj turbulenciji, mezoskalnoj dinamici, istraživanju bure i daljim aplikacijama. Radeći u četiri različite institucije na tri kontinenta, CATURBO suradnici su kompetentni za daljnji međunarodni znanstveni razvoj i regionalne primjene pripadnog istraživanja. To je vidljivo i iz naših CV-a te specifičnog karaktera i odabira mladih, a već prepoznatljivih suradnika projekta CATURBO.
