Τα εντυπωσιακά κύματα Kelvin-Helmholtz

Μια όμορφη φωτογραφία ανέβηκε στις 6 Δεκεμβρίου 2022 μέσω Facebook η οποία τραβήχτηκε από την Sherry Bailey που παρουσιάζει τα εξαιρετικά παραδείγματα γιγάντιων κυμάτων νεφών, καθώς αυτά “κουλουριάζονται ” και τελικώς  “συνθλίβονται” πάνω από τις κορυφές των βουνών στο Wyoming των HPA. Η εφημερίδα Washington Post  έκανε ιδιαίτερη αναφορά 

Τα κυματικά σύννεφα δημιουργήθηκαν από ένα φαινόμενο γνωστό ως αστάθεια Kelvin-Helmholtz, η οποία εμφανίζεται ως αποτέλεσμα των διαφορών στην πυκνότητα του αέρα σε παρακείμενα στρώματα της ατμόσφαιρας. Απαιτούνται υγρασία και ισχυροί άνεμοι για να μπορέσουν αυτά τα σύννεφα να αποκτήσουν το κυματοειδές σχήμα τους.

Ο κυματισμός αυτός πήρε απο το όνομά του από τους Λόρδο Kelvin (1824-1907) και Hermann Von Helmholtz (1821-1894), οι οποίοι προσδιόρισαν το είδος της αστάθειας που είναι υπεύθυνο για την δημιουργία του. Αυτά τα σύννεφα εμφανίζονται σχετικά σπάνια και διαρκούν συνήθως μόνο λίγα λεπτά ενώ η αστάθεια που τα προκαλεί ονομάστηκε Kelvin Helmhotz Instability η ΚΗΙ προς τιμή των δύο επιστημόνων. Θα δούμε παρακάτω ότι αυτός ο σχηματισμός δεν παρουσιάζεται μόνο στη Φύση , αλλά στο Διάστημα καθώς και στην Τέχνη ! 

ΠΩΣ ΔΗΜΙΟΥΡΓΟΥΝΤΑΙ ΤΑ ΚΥΜΑΤΑ KELVIN HELMHOLTZ

Τα κύματα σχηματίζονται στα όρια μεταξύ στρωμάτων αέρα που έχουν διαφορετικές πυκνότητες και ταχύτητες ανέμου (διάτμηση αέρα).

Ο αέρας στο στρώμα πάνω από το σύννεφο είναι αραιότερος και κινείται γρηγορότερα από τον αέρα στο στρώμα που περιέχει το σύννεφο που είναι πυκνότερος και κινείται με μικρότερη ταχύτητα

.Η ανάπτυξη των κυμάτων είναι παρόμοια με αυτή που συμβαίνει όταν σχηματίζονται κύματα στον ωκεανό καθώς ο άνεμος πνέει πάνω από το νερό.

Ανάλογη συμπεριφορά μεταξύ δύο ρευστών μπορεί να παρατηρηθεί στιγμιαία , ακόμη και αν δεν πνέει άνεμος. Αρκεί να έχουν τα ρευστά αυτά διαφορετικές πυκνότητες και να τείνουν να αναμιχθούν. Δείτε το παρακάτω εργαστηριακό πείραμα από το Department of Applied Mathematics and Theoretical Physics (DAMTP) of the University of Cambridge

ΚΥΜΑΤΑ KELVIN -HELMHOLTZ ΚΑΙ ΣΤΗΝ ΕΛΛΑΔΑ !

Ανάλογα τέτοια νέφη έχουν σχηματιστεί και στην Ελλάδα,  όπως βρήκαμε στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης και συγκεκριμένα μέσα από λογαριασμό στο Facebook ερασιτεχνών μετεωρολόγων αλλά και ερευνητών.

ΚΥΜΑΤΑ KELVIN -HELMHOLTZ ΚΑΙ ΣΤΟ ΔΙΑΣΤΗΜΑ 

Η αστάθεια Kelvin-Helmholtz δεν βρίσκεται μόνο στη Γη. Οι αστρονόμοι έχουν παρατηρήσει σχηματισμούς στον Δία, καθώς στον Κρόνο και στο στέμμα του ήλιου. Η περαιτέρω ανάπτυξη του θέματος ξεφεύγει από τον σκοπό του παρόντος άρθροου

ΚΥΜΑΤΑ KELVIN -HELMHOLTZ ΣΤΗ ΖΩΓΡΑΦΙΚΗ 

Η Έναστρη Νύχτα ( “The Starry Night”) είναι ελαιογραφία σε καμβά του Ολλανδού μετα-ιμπρεσιονιστή ζωγράφου Βίνσεντ βαν Γκογκ. Μερικοί άνθρωποι πιστεύουν ότι ο ζωγράφος εμπνεύστηκε από τα σύννεφα αυτά  για να δημιουργήσει αυτά τα ξεχωριστά κύματα στον νυχτερινό του ουρανό. Φιλοτεχνημένος τον Ιούνιο του 1889, απεικονίζει τη θέα από το δυτικό παράθυρο του δωματίου του στο άσυλο Σεν Ρεμί ντε Προβάνς, μόλις πριν την ανατολή του ηλίου, με την προσθήκη ενός εξιδανικευμένου χωριού.

Θεωρείται ένα από τα καλύτερα έργα του Βαν Γκογκ και είναι ένας από τους πιο γνωστούς πίνακες στην ιστορία του Δυτικού πολιτισμού. Ο πίνακας απεικονίζει μια νυχτερινή σκηνή με έντεκα δίνες αστεριών και ένα φωτεινό κίτρινο μισοφέγγαρο. Στο φόντο υπάρχουν λόφοι, στη μέση του εδάφους υπάρχει μια φεγγαρόλουστη πόλη με μια εκκλησία που έχει ένα επίμηκες καμπαναριό και σε πρώτο πλάνο βρίσκεται η σκούρα πράσινη σιλουέτα ενός κυπαρισσιού.

Στον απόηχο του επεισοδίου στις 23 Δεκεμβρίου του 1888 που είχε ως αποτέλεσμα τον αυτο-ακρωτηριασμό του αριστερού αυτιού του, ο Βαν Γκογκ αυτοβούλως ζήτησε τον εγκλεισμό του στο φρενοκομείο Σεν Πωλ ντε Μοζόλ στις 8 Μαΐου 1889

Η ΕΝΑΣΤΡΗ ΝΥΧΤΑ ΚΑΙ ΣΤΗ ΜΟΥΣΙΚΗ

Starry starry night
Paint your palette blue and gray
Look out on a summer’s day
With eyes that know the darkness in my soul
Shadows on the hills
Sketch the trees and the daffodils
Catch the breeze and the winter chills
In colors on the snowy linen land
Now I understand
What you tried to say to me

Καταλήγοντας, μπορούμε να συμπεράνουμε οτι τα κύματα τελικώς βρίσκονται παντού. Στην Φύση , στο Διάστημα, στην Τέχνη, ακόμη και στην ίδια μας την  ζωή , που και αυτή σαν τα κύματα,  έχει τα πάνω και τα κάτω της