Это обычное зрелище: пеликаны, скользящие по волнам, прямо у берега. Благодаря этим птицам такой вид серфинга выглядит легким, но на самом деле задействованная физика, которая дает им большой толчок, не так проста.
Исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Диего недавно разработали теоретическую модель, которая описывает, как океан, ветер и птицы в полете взаимодействуют в недавней статье в Экология движения.
Аспирант Калифорнийского университета в Сан-Диего по машиностроению Иэн Стоукс и советник профессора Дрю Лукаса из департамента машиностроения и аэрокосмической инженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего и Института океанографии Скриппса обнаружили, что пеликаны могут полностью компенсировать энергию, которую они расходуют в полете, используя восходящие потоки ветра, создаваемые волнами, через так называемый волновой наклон. парящий. Короче говоря, практикуя такое поведение, морские птицы пользуются ветрами, создаваемыми разбивающимися волнами, чтобы оставаться в воздухе.
По словам исследователей, модель может быть использована для разработки более совершенных алгоритмов управления беспилотными летательными аппаратами, которым необходимо летать над водой в течение длительных периодов времени. Потенциальные варианты использования на этом не заканчиваются.
"Существует сообщество биологов и орнитологов, изучающих метаболические издержки полета у птиц, которые могут использовать это и посмотреть, как их исследования соотносятся с нашими теоретическими оценками. Аналогичным образом, наша модель генерирует базовый прогноз для ветров, генерируемых проходящей зыбью, что важно для физиков, которые изучают, как взаимодействуют океан и атмосфера, чтобы улучшить прогноз погоды", - сказал Стоукс.
"Это интересный проект, потому что он показывает, как волны на самом деле перемещают воздух, создавая ветер. Если вы сообразительная птица, вы можете оптимизировать свое движение, чтобы отслеживать волны и использовать преимущества этих восходящих потоков. Поскольку морские птицы преодолевают большие расстояния в поисках пищи, преимущества могут быть значительными", - сказал Лукас.
Стоукс и Лукас, конечно, не первые ученые, изучающие физику атмосферы, которую пеликаны и другие птицы интуитивно понимают, чтобы они могли экономить энергию для других видов деятельности. На протяжении веков людей вдохновлял вид птиц, использующих силу и характер ветра для парящего полета.
Так все началось со Стокса, который сейчас на втором курсе докторской степени в Калифорнийском университете в Сан-Диего. Будучи студентом Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, Стоукс, занимавшийся серфингом и виндсерфингом в свободное время, нуждался в проекте для своего выпускного класса физики и думал о птицах, которые сопровождали бы его на волнах. Присмотревшись повнимательнее, он оценил связь между динамикой их полета и изучением гидродинамики окружающей среды, специальностью ученых Калифорнийского университета в Сан-Диего. Проект в конечном счете превратился в магистерскую диссертацию с Лукасом, черпая вдохновение у океанографов из Scripps, которые стремятся понять взаимодействие между океаном и атмосферой.
Парение на волнах - это лишь один из многих видов поведения морских птиц, которые используют энергию окружающей среды в своих интересах. Используя эти предсказуемые схемы, птицы могут более эффективно добывать корм, путешествовать и находить себе пару.
"По мере того, как мы ценим их мастерство в текучей, постоянно меняющейся океанской среде, мы получаем представление о фундаментальной физике, которая формирует наш мир", - сказал Лукас.
Комментарии