一项新的研究探测到全球大气的振铃

钟声以低音和许多高音同时振动，产生悦耳的音乐声音。京都大学和夏威夷大学MāNoa的科学家最近在“大气科学杂志”上发表的一项研究表明，地球的整个大气层都以类似的方式振动，这有力地证实了物理学家们在过去两个世纪里发展的理论。在这种情况下，音乐不是我们可以听到的声音，而是以横跨全球并绕赤道旅行的大规模浪潮的形式出现，一些是从东到西移动，另一些是从西向东移动。这些波中的每一种都是全球大气的共振振动，类似于钟声的一个共振音调。对这些大气共振的基本理解始于19世纪初由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·拉普拉斯提出的开创性见解。物理学家在接下来的两个世纪里的研究完善了这一理论，并导致了对大气中应该存在的波频率的详细预测。然而，对这类海浪的实际探测已经落后于理论。

现在，在京都大学科学研究生院的助理教授坂崎隆和夏威夷大学MāNoa的国际太平洋研究中心大气科学系名誉教授凯文·汉密尔顿的一项新研究中，作者们详细分析了38年来全球每小时观测到的大气压力。结果清楚地揭示了数十种预测波模的存在。

这项研究特别关注周期在2小时到33小时之间的波，这些波在大气层中水平传播，以极快的速度(超过每小时700英里)绕地球移动。这建立了一个与这些波传播时的高、低气压相关的特征棋盘图案(见图)。

对于这些快速移动的波浪模式，我们观察到的频率和全局模式与理论预测的结果非常吻合，主要作者坂崎说。看到拉普拉斯和其他开拓性的物理学家的愿景在两个世纪后如此完全地得到证实，这是令人兴奋的。

我们在真实数据中识别了如此多的模式，这表明大气确实像钟声一样响起，合著者汉密尔顿评论道。这最终解决了大气科学中一个由来已久的经典问题，但它也开辟了一条新的研究途径，既可以理解激发波浪的过程，也可以理解抑制波浪的过程。

所以，让大气的音乐继续播放吧！更多信息：Takatoshi Sakazaki等人，在热带地面气压数据中发现的环形全球自由模式阵列，大气科学杂志(2020)。电话：10.1175/JAS-D-20-0053.1。

引用：一项新的研究检测到全球大气的振铃(2020年7月8日)，从https://phys.org/news/2020-07-global-atmosphere.html检索到。

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