I den hårda antarktiska miljön, där temperaturen kan sjunka till -50 grader Celsius, kurar kejsarpingviner ihop sig i stora grupper för att spara värme och överleva de extrema förhållandena. Trots vikten av att krypa ihop, förstod man inte hur pingvinerna lyckas dela värmen rättvist i sina tätt packade formationer.

Forskare vid universitetet i Strasbourg i Frankrike har nu utvecklat en ny matematisk modell som belyser dynamiken i värmeöverföring inom pingvinhudlar. Modellen tar hänsyn till pingvinernas kroppstemperaturer, metabolisk värmeproduktion och geometrin på huddlet.

Modellen avslöjar att pingvinerna i mitten av krumningen upplever de högsta temperaturerna, medan de vid kanten utsätts för de kallaste förhållandena. Den här temperaturgradienten skapar en naturlig konvektionsström inom kupan, med varm luft som stiger upp från mitten och kall luft sjunker till kanten. Denna cirkulation hjälper till att fördela värmen jämnare över hela kuren och ser till att alla pingviner håller sig varma.

Dessutom visar modellen att storleken och formen på huddle spelar en avgörande roll för värmedelning. Större huddlar är mer effektiva för att hålla värmen, medan mindre huddlar är mer känsliga för värmeförlust. Detta förklarar varför kejsarpingviner tenderar att bilda stora, täta hopar under de kallaste perioderna på året.

Den nya modellen ger värdefulla insikter om kejsarpingviners beteende och deras förmåga att överleva i extrema miljöer. Det har även potentiella tillämpningar inom andra områden, såsom design av energieffektiva byggnader och utveckling av nya strategier för crowd management.

Forskningen publicerades i tidskriften Physical Review E.