Фізики змоделювали процес утворення очей великих тропічних циклонів і сформулювали мінімальні необхідні для цього гідродинамічні критерії. Виявилося, що формування вільних від хмар областей в центрі циклонів відбувається при потрібному співвідношенні інерційних сил, в'язких сил і сили Коріоліса, пишуть вчені в.
Циклон являє собою атмосферний вихор із зоною зниженого тиску в центрі. Часто в центрі циклону формується вільна від хмар область теплого і сухого повітря діаметром від 20 до 60 кілометрів - так зване око циклону. Такі структури характерні як для відносно невеликих циклонів, так і для тропічних циклонів, які можуть супроводжуватися ураганами і призводити до катастрофічних наслідків. Незважаючи на те, що структура очей циклічних вихорів вивчена досить добре, через те, що атмосфера являє собою дуже складну нерівноважну систему з великою кількістю параметрів, досі не вдавалося точно визначити найбільш важливі фактори, які визначають їх освіту. Тому дуже складно передбачити, за яких умов формуватиметься око циклону, а за яких - ні.
Фізики з Франції та Великобританії під керівництвом Еммануеля Дормі (E. Dormy) з Вищої нормальної школи Парижа вирішили визначити мінімальні необхідні умови, необхідні для формування ока в атмосферному вихорі. Для цього вони розглянули суто гідродинамічну систему, в якій вихоровий рух плинного середовища визначається в'язкістю і температурою системи. За допомогою чисельного моделювання такі системи вперше вдалося дослідити кількісно для атмосферних систем з розмірами, що відповідають реальним тропічним циклонам.
Рух потоків всередині циклону моделювався як радіально-симетричний вихор. При цьому нагрівання нижньої частини системи призводить до утворення вертикальних висхідних потоків всередині вихору. Оскільки метою роботи було визначення мінімальних умов, необхідних для утворення ока, то всі течії вважалися ламінарними, потік - таким, що встановився, а конвекція була розрахована в рамках лінійного наближення Буссінеска. Вплив динамічних і турбулентних ефектів в рамках роботи не розглядалися.
Через ефект Коріоліса в такій системі утворюються спіральні потоки, які рухаються навколо осі обертання вихору. Разом з вертикальними конвективними течіями це при певних умовах призводить до формування конічних (іноді практично вертикальних) стінок, які обмежують область циклічного вихору і автоматично призводять до утворення ока в центрі вихору.
За допомогою чисельного моделювання автори вивчили, як змінюється поведінка системи залежно від її розміру, в'язкості повітря, температурного градієнта і швидкості обертання. Виявилося, що умови, за яких можливе формування ока, в першу чергу визначається двома безрозмірними критеріями: числом Рейнольдса, яке визначає ставлення інерційних сил до в'язких, і числом Россбі, що характеризує ставлення інерційних сил до сили Коріоліса. Деякі інші параметри, зокрема, коефіцієнт теплопровідності середовища, теж впливають на процес формування ока циклону, але їх ефект вторинний і не настільки помітний.
У результаті фізики визначили, що для формування ока число Рейнольдса має бути не дуже маленьким (не менше 35), тобто розмір системи і швидкість потоків - досить великими, а в'язкість - досить маленькою, а число Россбі - лежати в межах приблизно від 25 до 50. За оцінками вчених, всі ці умови виконуються для великих тропічних циклонів, які формуються на широтах від 10 до 30 градусів.
Таким чином вчені змогли показати, що утворення ока циклону може відбуватися за досить простими гідродинамічними механізмами, хоча раніше вважалося, що для цього необхідний облік турбулентних потоків і неоднорідності вологості середовища. Тим не менш, зовсім спрощені гідродинамічні моделі, які також пропонувалися раніше і обмежували умови формування ока циклону тільки числом Рейнольдса, теж не можуть описати процес досить точно.
Утворення циклонів характерне не тільки для атмосфери Землі. Подібні вихорові структури можуть формуватися і на інших планетах. Наприклад, на Юпітері було виявлено велику кількість циклічних вихорів, діаметр деяких з яких досягає 7 тисяч кілометрів.