Igor Kolokolov e Vladimir Lebedev, especialistas científicos da Faculdade de Física do HSE e do Instituto Landau de Física Teórica da Academia Russa de Ciências, desenvolveram uma teoria analítica ligando a estrutura de vórtices coerentes formados devido a cascatas inversas em turbulência 2-D com as propriedades estatísticas de flutuações hidrodinâmicas. A descoberta dessa ligação pode ser útil na identificação das causas das características particulares de fenômenos atmosféricos como ciclones e anticiclones. Sua pesquisa é apresentada em um artigo publicado no Journal of Fluid Mechanics .

De acordo com Vladimir Lebedev, um dos autores do artigo, 'Trata-se de como a ordem surge do caos, 'notando, 'fomos capazes de gerar um esquema analítico explicando os resultados de experimentos numéricos e de laboratório onde vórtices coerentes (formações de vórtices estáveis) são observados relacionando as características dos vórtices às propriedades estatísticas das flutuações caóticas.'

O artigo, 'Estatísticas de velocidade dentro de vórtices coerentes gerados pela cascata inversa de turbulência 2-D', publicado no Journal of Fluid Mechanics , apresenta uma teoria analítica consistente que descreve o fluxo médio intensivo dentro dos vórtices e as flutuações nele. Nomeadamente, a pesquisa indica que os vórtices possuem uma estrutura universal:quando há um intervalo, a velocidade do azimute não depende da distância do centro do vórtice. As propriedades estatísticas das flutuações no intervalo universal são estabelecidas. Eles podem ser usados, por exemplo, para determinar a advecção e mistura de poluentes no fluxo turbulento.

Resumidamente, a teoria ajuda a explicar os resultados de experimentos de laboratório e modelagem numérica de turbulência 2-D onde vórtices coerentes foram observados anteriormente. Os cientistas observam que esta pesquisa não se baseia em fórmulas semi-empíricas, em que conclusões gerais são feitas sobre experimentos computacionais e naturais, mas sim as correlações derivadas dos primeiros princípios. Os resultados da análise são valiosos devido ao seu poder preditivo, bem como uma visão de tais fenômenos.

Além disso, o artigo apresenta os últimos resultados dos esforços dos cientistas para analisar vórtices coerentes em turbulência 2-D, que os autores vêm investigando há mais de uma década.

Como observam Kolokolov e Lebedev, apesar do fato de que a geofísica é muito mais rica do que a hidrodinâmica de filme fluido, há motivos para considerar fenômenos atmosféricos de grande escala, como ciclones, anticiclones e furacões como estruturas coerentes que emergem do 'caos'. Esse, por sua vez, enriquece nossa compreensão das leis que controlam a aparência de tais fenômenos atmosféricos. Além disso, isso pode, à longo prazo, até nos oferece possibilidades de administrar os fenômenos.