科普:南极上空惯性重力波涟漪是什么

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北京时间7月30日消息,据国外媒体报道,七年前,一群研究人员在南极上空发现了但会 奇怪的东西。在地球大气层中,出显了巨大而神秘的涟漪,这便是所谓的“惯性重力波”(inertia-gravity wave)——由地球重力和科里奥利力共同作用而产生的大气振荡。

惯性重力波未必罕见,出显在地球大气的不同区域,但通常会在几小时内消失。不过,南极上空的惯性重力波却令人惊奇地持久,从数年前第一次发现至今,研究人员的每一次观测都都不需要 发现哪些地方地方涟漪。

然而,原应惯性重力波在南极大气层后面 层(淬硬层 为30至30千米)持续出显(每次可长达10小时)的原应多年以来老也不个谜。现在,当年发现该哪些地方的问題的研究团队提出了2个 但会 的解释,并以两篇论文的形式发表在7月25日的《地球物理学研究:大气》(Journal of Geophysical Research:Atmospheres)期刊上。

亲们表示,两种但会 是,哪些地方地方巨大而持久的波动——在后面 层跨越长达300千米——实际上源自其下方大气层(即距离地球表表皮层8到30千米的平流层)中较小的波动。

根据两种理论,南极山地向下流动的风为哪些地方地方低层重力波提供了补充。反过来,哪些地方地方波逐渐成长并向上移动。一旦它们到达平流层与后面 层的交界处,就会像沙滩上的海浪一样破裂,产生更大的波动。

不需要 说明的是,重力波与引力波并无联系,后者是爱因斯坦相对论预言的旧时光涟漪,与大气层中的空气运动无关。

研究者称,另两种但会 与极地涡旋有关。极地涡旋是两种只发生于地球极地的持续性大规模气旋,在极夜时期最为强大。在南极冬季,两种顺时针旋转的低压区域发生了大要素天空。研究第一作者、美国科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程科学系和环境联合研究中心教授初鑫钊称,高速旋转的风在向上移动时但会 会改变低层重力波,但会 此人 产生哪些地方地方波。

亲们的研究结合了建模和激光雷达观测。激光雷达都不需要 选用大气层不同区域的温度和密度,揭示哪些地方地方重力波引起的扰动。研究人员还计算了重力波所携带的能量和动量。

初鑫钊教授指出,重力波会影响全球大气环流,进而影响大气层温度和心学物质的流动。但会 ,大多数气候模型并越来越 将哪些地方地方重力波携带的能量合理地考虑在内。类似于,南极上空平流层和心间层之间大气边界的模拟温度要低于观测显示的温度。两种区域称为“平流层顶”(stratopause),对于理解人类活动何如影响臭氧层十分重要。但会 越来越 准确的温度模拟,你就“无法很好地预测臭氧趋势”。

“亲们认为对哪些地方地方重力波,尤其是次级波产生的理解,但会 有有利于模型的改进,”初鑫钊教授说道。不过,哪些地方地方都还也不 理论,也有但会 研究者提出了此人 的解释。2016年发表于《地球物理学研究:空间物理》(Journal of Geophysical Research:Space Physics)期刊的一篇论文提出,由海浪造成的南极罗斯冰架振动或许能解释神秘的大气涟漪。初鑫钊教授称,她也无法排除两种但会 性。