Paslaptingų raibulių ištakos vadinamos sunkis pirmą kartą buvo aptiktos bangos virš Antarktidos dangaus
Mokslininkai nustatė sunkis bangos aukščiau Antarktidos dangus 2016 m. Gravitacijos bangos, anksčiau nežinomi, būdingi dideliems bangeliams, nuolat slankiojantiems per viršutinę Antarkties atmosferą per 3–10 valandų. Yra žinoma, kad šios bangos dažnai sklinda per Žemės atmosferą, o po ilgos trukmės jos paprastai išnyksta. Tačiau virš Antarktidos šios bangos yra labai patvarios, kaip matyti iš periodinių mokslininkų stebėjimų. Jos buvo vadinamos „gravitacijos bangomis“, nes jas daugiausia sudarė žemės jėga sunkis ir jo sukimąsi, o mezosferos sluoksnyje jie apėmė 3000 kilometrų. Pagrindiniai Žemės atmosferos sluoksniai yra troposfera, stratosfera, mezosfera ir termosfera – toliausiai aukščiau esantis sluoksnis. Tuo metu 2016 m. mokslininkai vis dar negalėjo suprasti šių bangų kilmės. Tačiau labai svarbu tiksliai nustatyti gravitacijos bangų kilmę, kad suprastume ryšius tarp skirtingų Žemės atmosferos sluoksnių, kurie galėtų suteikti mums vertingos informacijos apie tai, kaip oras cirkuliuoja aplink mus. planeta.
Gravitacijos bangų kilmės atsekimas
Atliekant tyrimą paskelbtas Geofizikos tyrimų leidinys, ta pati tyrėjų grupė savo stebėjimus realiuoju laiku sujungė su teorine informacija ir modeliais, kad gautų įkalčių apie gravitacijos bangas.1. Jie pasiūlė du galimus šių „nuolatinių“ gravitacijos bangų galimos kilmės (kaip ir kur jos susidarė) paaiškinimus. Pirmasis teiginys yra tas, kad šios bangos kyla iš mažesnių žemesnio lygio bangų atmosferos lygyje žemiau mezosferos, ty stratosferos (30 mylių virš Žemės paviršiaus). Vėjai, besileidžiantys žemyn kalnais, stumia šias žemesnio lygio gravitacijos bangas, todėl jos auga ir galiausiai bangos pakyla aukščiau į atmosferą. Kai gravitacijos bangos pasiekia stratosferos galą, jos lūžta ir susijaudina kaip bangavimas vandenyne, taip generuodamos didesnes bangas, kurių horizontalus ilgis siekia iki 2000 kilometrų (tuo tarpu mažesnės žemesnės bangos siekia 400 mylių) ir plačiai nusidriekia į mezosferą. Šią konkrečią formavimo priemonę galima pavadinti „antrine bangų generavimu“. Autoriai pastebėjo, kad antrinės bangos žiemą formuojasi patvariau nei kitais laikais, todėl manoma, kad jos gali atsirasti vidutinėse ir didelėse platumose abiejuose pusrutuliuose. Alternatyvi antroji mokslininkų pasiūlyta galimybė yra ta, kad gravitacijos bangos kyla iš besisukančio poliarinio sūkurio. Šis sūkurys yra žemo slėgio zona, kuri žiemą sukasi ir užvaldo Antarktidos dangų. Ši vėjo ir oro forma žiemą cirkuliuoja aplink Pietų ašigalį. Tokie greitai besisukantys vėjai gali pakeisti žemo lygio gravitacijos bangas, kai jos juda aukštyn atmosferoje arba netgi gali generuoti antrines bangas. Autoriai teigia, kad vienas iš jų pasiūlymų apie gravitacijos bangų kilmę gali būti tikslus, o konkrečios išvados vis tiek gali prireikti papildomų tyrimų.
Tyrimai šaltoje Antarktidoje
Norint suprasti ištakas naudojant pirmąjį teiginį, Vado antrinių gravitacijos bangų teorija buvo svarstoma kartu su tyrėjų sukurtu didelės skiriamosios gebos modeliu ir tada buvo suformuluota teorija. Tyrėjai atliko kompiuterinius modelius, modeliavo ir skaičiavo. Jie taip pat naudojo „lidar“ sistemos įrenginius – lazeriu pagrįstą matavimo metodą – dėl kurio jie išgyveno esant stipriems šaltiems vėjams ir minusinei temperatūrai Antarktidoje. JAV Antarkties programa ir Antarktidos Naujosios Zelandijos programa finansavo juos aštuonerius metus Antarktidoje. Lidar sistema yra labai galinga ir tvirta bei gali nustatyti temperatūrą ir tankį įvairiuose atmosferos regionuose. Jis gali sėkmingai įrašyti gravitacijos bangų sukeltus trikdžius. Ši technika labai padeda fiksuoti atmosferos sritis, kurias kitu atveju yra sunkiausia stebėti. Atmosferos bangų Pietų ašigalyje tyrimas yra svarbus improvizuojant su klimatu ir oru susijusius modelius, kurie gali būti naudojami tiek realaus laiko įrašymui, tiek tyrimų tikslams. Netgi gravitacijos bangų energiją ir impulsą galima išmatuoti galingomis lidar sistemomis.
Šis tyrimas rodo, kad gravitacijos bangos veikia pasaulinę oro cirkuliaciją atmosferoje, o tai daro įtaką temperatūrai ir cheminių medžiagų, turinčių įtakos klimato kaitai, judėjimui. Dabartiniai turimi klimato modeliai ne visiškai atspindi šių bangų energiją. Svarbu daugiau sužinoti apie stratosferą, kad suprastumėte poveikį ozono sluoksniui, kuris daugiausia randamas apatinėje stratosferos dalyje. Aiškus gravitacijos bangų supratimas, ypač tai, kaip generuojamos antrinės bangos, gali padėti patobulinti dabartinius skaičiavimo modeliavimo modelius. Autoriai pripažįsta kitas lygiagrečias teorijas2 2016 m., kurie rodo, kad vandenyno bangų sukeltos Rosso ledo šelfo vibracijos Antarktidoje gali būti atsakingos už šių atmosferos raibuliavimą ir bangavimą. Dabartinis tyrimas padėjo susidaryti aiškų pasaulinės atmosferos elgesio vaizdą, nors vis dar reikia išspręsti daugybę paslapčių. Stebėjimų ir kompiuterinio modeliavimo derinys gali padėti atskleisti daug daugiau to paslapčių visata.
***
{Galite perskaityti pradinį tyrimo dokumentą spustelėję toliau pateiktą DOI nuorodą cituojamų šaltinių sąraše}
Šaltiniai)
1. Xinzhao C ir kt. 2018. Lidaro stratosferos gravitacijos bangų stebėjimai 2011–2015 m. McMurdo (77.84 °S, 166.69 °E), Antarktidoje: II dalis. Potencialūs energijos tankiai, loginis normalusis pasiskirstymas ir sezoniniai svyravimai. Geofizikos tyrimų žurnalas. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. Olegas A ir kt. 2016. Ross ledo šelfo rezonansiniai virpesiai ir nuolatinių atmosferos bangų stebėjimai. Geofizinių tyrimų žurnalas: Kosmoso fizika.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
