一项新的研究发现了全球大气的环流现象

- 编辑:大众自然网 -

一项新的研究发现了全球大气的环流现象

一个响铃同时以低音调的基音和许多高音调的泛音振动,产生一种愉快的音乐声音。最近的一项研究,发表在《大气科学的京都大学和夏威夷大学的科学家们在Mānoa,表明地球大气的整个振动以类似的方式,在一个引人注目的确认开发的理论物理学家在过去两个世纪。

就大气而言,这种“音乐”不是以我们能听到的声音的形式来的,而是以大气压的大范围波动的形式,这种大气压在全球范围内围绕赤道移动,有的从东到西,有的从西到东。这些波中的每一种都是全球大气的共振振动,类似于钟的音调共振。19世纪初,历史上最伟大的科学家之一、法国物理学家和数学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)提出了开创性的见解,对这些大气共振现象有了基本的了解。在随后的两个世纪里,物理学家的研究完善了这个理论,并对大气中应该存在的波的频率做出了详细的预测。然而,在现实世界中对这种波的实际探测却落后于这一理论。

京都大学(Kyoto University)科学研究生院(Graduate School of Science)助理教授崎隆敏(Takatoshi Sakazaki)和夏威夷大学(University of Hawai)大气科学系和国际太平洋研究中心(International Pacific Research Center)名誉教授凯文?我在Mānoa,作者提出一个详细的分析观察到的大气压力在全球每小时38年了。结果清楚地显示了几十种预测的波型的存在。

这项研究特别关注周期在2小时到33小时之间的波,这些波水平穿过大气层,以极高的速度(超过每小时700英里)绕地球运动。这就建立了一个典型的“棋盘”模式,与这些波传播相关的高压和低压(见图)。

“对于这些快速移动的波模式,我们观察到的频率和全球模式与理论预测的非常吻合,”第一作者Sakazaki说。“经过两个世纪之后,看到拉普拉斯和其他先驱物理学家的观点如此彻底地得到证实,真是令人兴奋。”

但这一发现并不意味着他们的工作就完成了。

合著者汉密尔顿评论道:“我们对真实数据中如此多模式的识别表明,大气确实像钟一样在响。”“这最终解决了大气科学中一个长期存在的经典问题,但它也开辟了一个新的研究途径,以了解激发波的过程和抑制波的过程。”

所以让大气的音乐继续播放吧!