منشاء امواج مرموز به نام جاذبه زمین امواج بالای آسمان قطب جنوب برای اولین بار کشف شد
دانشمندان کشف کردند جاذبه زمین امواج بالا قطب جنوب آسمان در سال 2016 امواج جاذبهکه قبلاً ناشناخته بود، مشخصه امواج بزرگی است که به طور مداوم در اتمسفر بالای قطب جنوب در مدت زمان 3-10 ساعت عبور می کند. این امواج به طور مکرر در جو زمین منتشر می شوند و همچنین تمایل دارند پس از مدت ها ناپدید شوند. با این حال، در بالای قطب جنوب، این امواج همانطور که در مشاهدات دوره ای دانشمندان دیده می شود، بسیار پایدار هستند. این امواج را «امواج گرانشی» می‌نامیدند، زیرا عمدتاً توسط نیروی زمین تشکیل شده‌اند جاذبه زمین و چرخش آن و 3000 کیلومتر در لایه مزوسفر گسترش یافتند. لایه‌های اصلی جو زمین عبارتند از تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر که دورترین لایه است. در آن نقطه در سال 2016، محققان هنوز قادر به درک منشاء این امواج نبودند. با این حال، مشخص کردن منشأ امواج گرانشی برای درک ارتباط بین لایه‌های مختلف جو زمین بسیار مهم است که می‌تواند اطلاعات ارزشمندی در مورد نحوه گردش هوا در اطراف زمین به ما ارائه دهد. سیاره.
ردیابی منشا امواج گرانشی
در یک مطالعه منتشر شده در مجله پژوهش های ژئوفیزیکی، همان گروه از محققان مشاهدات بلادرنگ خود را با اطلاعات نظری و مدل‌ها ترکیب کرده‌اند تا سرنخ‌هایی در مورد امواج گرانشی تولید کنند.1. آنها دو توضیح احتمالی را برای منشاء احتمالی (چگونه و کجا شکل گرفته اند) این امواج گرانشی «مداوم» ارائه کردند. گزاره اول این است که این امواج یا از امواج کوچکتر سطح پایین تر در سطح جوی زیر مزوسفر یعنی استراتوسفر (30 مایلی بالای سطح زمین) منشاء می گیرند. بادهایی که از کوه ها سرازیر می شوند، به این امواج گرانشی سطح پایین تر فشار می آورند و آنها را بزرگتر می کنند و امواج در نهایت به سمت اتمسفر بالاتر می روند. هنگامی که امواج گرانشی به انتهای استراتوسفر می‌رسند، مانند موج‌هایی در اقیانوس می‌شکنند و برانگیخته می‌شوند، بنابراین امواج بزرگ‌تری با طول افقی تا 2000 کیلومتر تولید می‌کنند (در حالی که امواج کوچکتر پایین‌تر در فاصله 400 مایلی قرار دارند) و تا حد زیادی به درون مزوسفر امتداد می‌یابند. این وسیله خاص تشکیل را می توان "تولید موج ثانویه" نامید. نویسندگان مشاهده کردند که امواج ثانویه در زمستان نسبت به زمان‌های دیگر پایدارتر تشکیل می‌شوند و بنابراین در عرض‌های جغرافیایی متوسط تا بالا در هر دو نیمکره رخ می‌دهند. دومین احتمال جایگزین پیشنهاد شده توسط محققان این است که امواج گرانشی از گرداب قطبی در حال چرخش سرچشمه می گیرند. این گرداب ناحیه ای کم فشار است که در طول زمستان می چرخد و آسمان قطب جنوب را در بر می گیرد. این شکل از باد و آب و هوا در زمستان در اطراف قطب جنوب گردش می کند. چنین بادهای چرخشی با سرعت بالا می توانند امواج گرانشی سطح پایین را هنگام حرکت به سمت بالا در جو تغییر دهند یا حتی می توانند امواج ثانویه ایجاد کنند. نویسندگان بیان می کنند که یکی از پیشنهادات آنها در مورد منشاء امواج گرانشی می تواند دقیق باشد و یک نتیجه گیری ملموس هنوز می تواند به تحقیقات بیشتری نیاز داشته باشد.
تحقیق در قطب جنوب سرد
برای درک منشاء با استفاده از گزاره اول، نظریه واداس در مورد امواج ثانویه گرانشی همراه با مدلی با وضوح بالا که توسط محققان توسعه داده شد، در نظر گرفته شد و سپس یک نظریه فرموله شد. محققان مدل های کامپیوتری، شبیه سازی ها و محاسبات را اجرا کردند. آنها همچنین از تاسیسات سیستم لیدار - یک روش اندازه گیری مبتنی بر لیزر - استفاده کردند که برای آن در بادهای سرد قدرتمند و دمای زیر صفر در قطب جنوب زنده ماندند. برنامه قطب جنوب ایالات متحده و برنامه نیوزلند قطب جنوب برای یک دوره هشت ساله در قطب جنوب بودجه آنها را تامین کردند. سیستم لیدار بسیار قدرتمند و مستحکم است و توانایی تعیین دما و چگالی در مناطق مختلف جو را دارد. این می تواند آشفتگی های ناشی از امواج گرانشی را با موفقیت ثبت کند. این تکنیک در ثبت مناطقی از جو که مشاهده آنها سخت ترین است بسیار مفید است. مطالعه امواج جوی در قطب جنوب برای بداهه‌سازی مدل‌های اقلیمی و مرتبط با آب‌وهوا که می‌توانند هم برای ضبط بلادرنگ و هم برای اهداف تحقیقاتی مورد استفاده قرار گیرند، مهم است. حتی انرژی و تکانه امواج گرانشی را می توان با سیستم های قدرتمند لیدار اندازه گیری کرد.
این مطالعه نشان می‌دهد که امواج گرانشی بر گردش هوای جهانی در جو تأثیر می‌گذارد که سپس بر دما و حرکت مواد شیمیایی مؤثر بر تغییرات آب و هوا تأثیر می‌گذارد. مدل‌های آب و هوایی فعلی موجود به طور کامل انرژی این امواج را در نظر نمی‌گیرند. کسب اطلاعات بیشتر در مورد استراتوسفر برای درک تأثیرات روی لایه اوزون که عمدتاً در ناحیه پایین تر استراتوسفر یافت می شود مهم است. درک روشنی از امواج گرانشی، به ویژه نحوه تولید امواج ثانویه می تواند به ما در بهبود مدل های شبیه سازی محاسباتی فعلی کمک کند. نویسندگان دیگر نظریه های موازی موجود را تأیید می کنند2 از سال 2016 که نشان می دهد ارتعاشات قفسه یخی راس در قطب جنوب که توسط امواج اقیانوس ایجاد می شود، ممکن است مسئول ایجاد این امواج و موج های جوی باشد. مطالعه کنونی به شکل‌گیری تصویر واضحی از رفتار جوی جهانی کمک کرده است، اگرچه بسیاری از اسرار هنوز باید مورد توجه قرار گیرند. ترکیبی از مشاهدات و مدل‌سازی کامپیوتری می‌تواند به کشف رازهای بیشتر این موضوع کمک کند جهان.
***
{شما می‌توانید مقاله پژوهشی اصلی را با کلیک بر روی پیوند DOI که در فهرست منابع ذکر شده در زیر آمده است بخوانید}
منبع (ها)
1. Xinzhao C و همکاران. 2018. مشاهدات لیدار از امواج گرانشی استراتوسفر از سال 2011 تا 2015 در مک موردو (77.84 درجه جنوبی، 166.69 درجه شرقی)، قطب جنوب: قسمت دوم. چگالی انرژی بالقوه، توزیع نرمال ورود به سیستم، و تغییرات فصلی. مجله تحقیقات ژئوفیزیک. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. اولگ A و همکاران. 2016. ارتعاشات تشدید قفسه یخی راس و مشاهدات امواج جوی پایدار. مجله تحقیقات ژئوفیزیک: فیزیک فضا.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
