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文章作者:bianji3 | 2018-07-30
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  七年前,一组研究人员在南极洲上空发清楚明了一些奇怪的器械。那是,巨大年夜而奥秘的涟漪在地球大年夜气层中传播。这些所谓的“惯性重力波”是由地球引力和改变力构成的空气的振荡。

  招致惯性重力波在南极大年夜气层中心层(高度为50至80千米)持续出现(每次可长达10小时)的缘由多年以来一向是个谜。

  据报导,“惯性重力波”(inertia-gravity wave)——由地球重力和科里奥利力合营感化而产生的大年夜气振荡。

  惯性重力波其实不罕有,常常涌如今地球大年夜气的不合区域,但平日会在几小时内消掉。不过,南极上空的惯性重力波却令人惊奇地耐久,从数年前第一次发明至今,研究人员的每次不雅测都可以发明这些涟漪。

  但是,招致惯性重力波在南极大年夜气层中心层(高度为50至80千米)持续出现(每次可长达10小时)的缘由多年以来一向是个谜。如今,昔时发明该景象的研究团队提出了两个能够的解释,并以两篇论文的情势发表在7月25日的《地球物理学研究:大年夜气》(Journal of Geophysical Research: Atmospheres)期刊上。

  他们表示,一种能够是,这些巨大年夜而耐久的动摇——在中心层逾越长达3000千米——实际上源自其下方大年夜气层(即间隔地球外面8到50千米的平流层)中较小的动摇。

  根据这一实际,南极山地向下贱动的风为这些低层重力波供给了弥补。反过去,这些波逐步生长并向上移动。一旦它们达到平流层与中心层的交界处,就会像沙岸上的波浪一样决裂,产生更大年夜的动摇。

  须要解释的是,重力波与引力波并没有接洽,后者是爱因斯坦相对论预言的时空涟漪,与大年夜气层中的空气活动有关。

  研究者称,另外一种能够与极地涡旋有关。极地涡旋是一种只产生于地球极地的持续性大年夜范围气旋,在极夜时代最为强大年夜。在南极夏季,这一顺时针改变的高压区域占据了大年夜部分天空。研究第一作者、美国科罗拉多大年夜学博尔德分校航空航天工程迷信系和情况结合研究中间传授初鑫钊称,高速改变的风在向上移动时能够会改变低层重力波,或许本身产生这些波。

  他们的研究结合了建模和激光雷达不雅测。激光雷达可以肯定大年夜气层不合区域的温度和密度,提醒这些重力波惹起的扰动。研究人员还计算了重力波所携带的能量和动量。

  初鑫钊传授指出,重力波会影响全球大年夜气环流,进而影响大年夜气层温度和化学物质的活动。然则,大年夜多半气候模型并未将这些重力波携带的能量公道地推敲在内。例如,南极上空平流层和中心层之间大年夜气界线的模仿温度要低于不雅测显示的温度。这一区域称为“平流层顶”(stratopause),关于懂得人类活动若何影响臭氧层非常重要。假设没有精确的温度模仿,你就“没法很好地猜想臭氧趋势”。

  “我们认为对这些重力波,特别是次级波产生的懂得,能够有助于模型的改进,”初鑫钊传授说道。不过,这些都还只是实际,也有其他研究者提出了本身的解释。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,由波浪形成的南极罗斯冰架振动或许能解释奥秘的大年夜气涟漪。初鑫钊传授称,她也没法清除这一能够性。


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