• envinow.gr

Η μουσική των ωκεανών

Της Θεοδώρας Ανδρικοπούλου


Η μέτρηση υδρομετεωρολογικών μεταβλητών πάνω από τους ωκεανούς είναι εφικτή μέσω δορυφόρων, πλοίων, αερόστατων ή αεροπλάνων, παρουσιάζει, ωστόσο, ιδιαίτερες δυσκολίες όσον αφορά στην εξαγωγή ορθών αποτελεσμάτων. Μάλιστα, τόσο η ανθεκτικότητα και η διασφάλιση των χρησιμοποιούμενων οργάνων όσο και η αξιοπιστία των μαθηματικών μοντέλων που εφαρμόζονται αυξάνουν τις πιθανότητες απόκλισης από το πραγματικό υδρομετεωρολογικό καθεστώς των ωκεανών.


Ένας εναλλακτικός τρόπος μέτρησης των παραπάνω μεγεθών είναι μέσω της αξιοποίησης του ήχου. Πιο συγκεκριμένα, είναι επιστημονικά τεκμηριωμένο ότι ο ήχος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση της έντασης της βροχής και της ταχύτητας του ανέμου πάνω από ωκεανούς. Το κοινό χαρακτηριστικό των μεταβλητών αυτών έγκειται στο ότι είναι γεννήτριες ήχου, σε αντίθεση με άλλες, όπως η θερμοκρασία, η πίεση, η σχετική υγρασία.


Ένας έντονος και διακριτός ήχος παράγεται όταν οι σταγόνες της βροχής προσκρούουν στην επιφάνεια του ωκεανού, ενώ στην περίπτωση του αέρα ήχος παράγεται μέσω της θραύσης των κυμάτων που προκαλεί.


Οι σταγόνες της βροχής εκπέμπουν ηχητικά κύματα με δύο τρόπους. Αρχικά, καθώς η σταγόνα χτυπά στην υδάτινη επιφάνεια παράγεται ήχος. Ακολούθως, ήχος μπορεί να παραχθεί μέσω παγιδευμένων κάτω από το νερό φυσαλίδων που δημιουργούνται κατά τη διάρκεια του παφλασμού της σταγόνας. Ο τελευταίος είναι κατά κανόνα και ο πιο ισχυρός.Ανάλογα με το μέγεθος της σταγόνας διαφοροποιείται και ο ήχος που παράγεται κατά την πτώση της. Οι θραυόμενοι ανεμογενείς κυματισμοί παράγουν ήχο κάτω από την επιφάνεια του νερού με έναν παρόμοιο φυσικό μηχανισμό.


Μικρές σταγόνες (0.8-1.2 mm) είναι αξιοσημείωτα ηχηρές λόγω των φυσαλίδων που δημιουργούνται με κάθε παφλασμό. Ο ήχος που παράγεται σε αυτήν την περίπτωση έχει ένταση μεταξύ 13-25 kHz. Μέτριου μεγέθους σταγόνες (1.2-2.0 mm) δε σχηματίζουν φυσαλίδες, επομένως ο παραγόμενος ήχος είναι χαμηλής έντασης. Τέλος, μεγάλες (2.0-3.5 mm) και πολύ μεγάλες (>3.5 mm) σταγόνες είναι υπεύθυνες για εξαιρετικά χαμηλές ηχητικές συχνότητες, έως της τάξης του 1 kHz.


Γενικά, η ισχυρή βροχόπτωση συνοδεύεται από παραγωγή δυνατού ήχου σε σύγκριση με τον ήχο που προέρχεται από τα κύματα σε οποιαδήποτε συχνότητα. Παρόλο που ένα θραυόμενο κύμα είναι ισχυρότερη ηχητική πηγή συγκριτικά με μια μεμονωμένη σταγόνα βροχής, η κατανομή των παφλασμών των υδροσταγονιδίων καλύπτει ομοιόμορφα την επιφάνεια των ωκεανών σε αντίθεση με τους θραυόμενους κυματισμούς οι οποίοι παρουσιάζουν ασυνέχειες.


Τελικά, τα δεδομένα ήχου που συλλέγονται μπορούν να μετατραπούν σε ταχύτητα ανέμου και ένταση βροχής έπειτα από κατάλληλη βαθμονόμησή τους σύμφωνα με τις πραγματικές μετρήσεις και ύστερα από την εφαρμογή στοχαστικών μεθόδων. Περαιτέρω μελέτη των αποτελεσμάτων μπορεί να αναδείξει συσχέτιση των στοχαστικών αυτών μεθόδων με τη θεωρία της μουσικής και τους κανόνες της αρμονίας.

ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΗΣΤΕ ΜΑΖΙ ΜΑΣ