Un nuovo modo per osservare l’interno degli uragani: così il modello Liutex aiuterà nelle previsioni

I ricercatori dell’Università del Texas ad Arlington hanno creato un modello matematico per identificare e analizzare i vortici, ovvero le strutture rotanti al centro degli uragani. La National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) sta attualmente utilizzando questo modello per monitorare lo sviluppo degli uragani in tutto il mondo. Chaoqun Liu, professore di matematica, ha dedicato oltre 36 anni allo sviluppo di Liutex, un metodo matematico per l’identificazione dei vortici. Una migliore comprensione della struttura e del comportamento degli uragani potrebbe, in futuro, migliorare le previsioni meteorologiche, ha affermato.

Il metodo Liutex

“Non esistono al mondo altri metodi di identificazione dei vortici paragonabili a Liutex“, ha detto Liu. La differenza fondamentale rispetto ai metodi tradizionali risiede nel fatto che Liutex separa la rotazione pura dallo shear non rotazionale all’interno dei vortici. “In molti casi, gran parte della vorticità è in realtà dovuta allo shear piuttosto che alla rotazione”, ha spiegato Liu. “Usare la vorticità per identificare un vortice è come cercare di riconoscere una mela osservando un’arancia”.

L’esperto ha descritto l’integrazione di Liutex nel sito web della NOAA come una pietra miliare che dimostra il crescente riconoscimento del metodo all’interno della comunità scientifica che si occupa di atmosfera. Tuttavia, ha aggiunto di accogliere con favore eventuali critiche o sfide al metodo Liutex. “Chiunque è libero di mettere in discussione la mia idea e il mio concetto. Purtroppo, però, finora non ho ricevuto alcuna contestazione“, ha detto Liu sorridendo.

Comprendere la formazione e intensificazione degli uragani

Liu ritiene che una migliore comprensione dei vortici possa aiutare i ricercatori a capire come gli uragani si formino e si intensifichino. “Vogliamo comprendere i meccanismi di formazione e sviluppo degli uragani. Perché sono così potenti? Da dove proviene quell’energia? Crediamo che i vortici siano una parte fondamentale della risposta“, ha affermato Liu. “Le nostre simulazioni mostrano che all’interno di un uragano sono presenti centinaia, migliaia o addirittura milioni di piccoli vortici che si combinano e interagiscono tra loro. Comprendere questo processo potrebbe aiutare a spiegare come gli uragani si sviluppano e si rafforzano”.

Applicazione in diverse discipline

Il modello è applicabile anche a campi diversi dalle scienze atmosferiche, inclusa la ricerca cardiovascolare, ha affermato Yifei Yu (dottorato in matematica nel 2023), allievo di Liu e ricercatore (assistant professor) in matematica. “Anche il flusso sanguigno è un flusso di fluido. I ricercatori che studiano i sistemi cardiovascolari hanno iniziato a utilizzare Liutex. Ritengono che possa portare a importanti nuove scoperte“, ha detto Yu.

I ricercatori sono entusiasti di vedere Liutex applicato in diverse discipline. “Poiché Liutex rappresenta una definizione di vortice rigorosa, quantificabile e matematica, può essere applicato a tutti i campi di ricerca legati ai fluidi – come la dinamica dei vortici, lo studio della turbolenza, l’ingegneria aerospaziale e i flussi biologici – offrendo potenziali vantaggi per la diagnosi precoce delle malattie cardiache”, ha affermato Liu. “Un uragano è solo un esempio delle applicazioni di Liutex; questo metodo potrebbe aprire numerose nuove opportunità di ricerca per la UTA”.