Global Wave Discovery结束了长达220年的搜索

虽然拉普拉斯一开始考虑的是月球的影响，但海浪更多地来自地球的普遍混乱：暴风雨肆虐。风猛烈地吹进山脉。湍流进一步搅动了锅。来自这些集体滥用的部分能量激发了正常模式，这是大气唯一能做出反应的音调。兰德尔说：“这就像一只小猫在钢琴琴键上行走。”“随机强迫可以告诉你钢琴里有什么弦。”

拉普拉斯把这种波可能存在的想法灌输到人们的头脑中，他的数学为物理学家提供了计算大气调谐的工具。但是有人能听到它的音符吗？

大约在拉普拉斯带着他的模型出来的同时，包括亚历山大·冯·洪堡在内的探险家和博物学家注意到，热带地区的压力每12小时上升和下降一次。每天的时间将变化与来自太阳的加热联系在一起，但理论家无法解释为什么影响如此之大。这个谜团一直困扰着科学家将近一个世纪，直到1882年开尔文勋爵猜测太阳的加热周期与拉普拉斯的“自由振荡”之一产生了共鸣。他认为太阳可以提供超大的推力，因为它产生的振动的频率恰好与拉普拉斯的振动之一相同，就像歌剧演员可以用正确的音调打碎酒杯一样。事实证明，他的主张是错误的--研究人员在20世纪60年代确定，一种更复杂的现象放大了太阳的影响--但这促使科学家们研究出拉普拉斯理论的定量细节，并准确计算出正常模式应该具有的频率。

符合这些预测的最低音符直到20世纪80年代才进入科学记录，首先是日本气象学家松野太郎(Taroh Matsuno)的一项分析，后来是汉密尔顿(Hamilton)和罗兰多·加西亚(Rolando Garcia)的另一项分析，他们现在供职于国家大气研究中心。汉密尔顿和加西亚偶然发现了理想的数据集：印度尼西亚殖民地的一个气象站，在一个世纪的大部分时间里进行了每小时一次的气压测量，在79年内只错过了两次读数。

这项记录既细致又漫长，研究人员依靠显微镜记录精细到百分之一英寸的水银位移。分析这个和其他数据集，汉密尔顿和加西亚只能分辨出最长的正常模式之一的痕迹。

直到去年，欧洲中期天气预报中心(European Center for Medium-Range Weather Forecast)发布了一组名为ERA5的数据集，较短的波浪似乎遥不可及。该产品融合了数千个地面站、气象气球和卫星的读数，并使用天气模型智能地填补空白。其结果是一个旨在重建相同信息的数据集，这些信息本应由一个间隔每10公里的全球气象站网络捕获，并从1979年到2016年每小时采集一次读数。

日本京都大学助理教授坂崎隆(Takatoshi Sakazaki)在ERA5问世时并没有寻找拉普拉斯的海浪。他最初关注的是温度变化，他认为压力峰值是不受欢迎的噪音。但当他意识到它们可能是正常模式时，他把它们放在了理论预期之上，瞧：“我发现它们几乎完全匹配，”他说。

Sakazaki不确定他的发现有多重要，所以他联系了汉密尔顿，汉密尔顿一直是他的博士后研究顾问，看看这些山峰是否可能会让他感兴趣。

他们确实是。汉密尔顿在1980年之前已经花了几十年的时间从气象站的数据中筛选出最低大气色调的迹象。现在，在他的收件箱里，他突然有了完整交响乐的证据。

坂崎和汉密尔顿一起详细分析了海浪的全部三维结构；他们在7月刊的“大气科学杂志”上发表了他们的发现。他们的研究详细描述了20世纪80年代发现的为数不多的海浪以外的数十次海浪的行为。一些能量最高的波在围绕地球伸展时，会从高压循环到低压循环十几次；额外的几组波会因地球自转而旋转。他们所有的结果都与基于拉普拉斯方程的预测精确匹配。“我只是想象当我看到这个的时候，”汉密尔顿说，“拉普拉斯和开尔文以及那些人看到这样的事情会很兴奋。”