Asal usul riak misteri dipanggil graviti ombak di atas langit Antartika telah ditemui buat kali pertama
Para saintis mengesan graviti ombak di atas Antartika langit pada tahun 2016. Gelombang graviti, yang sebelum ini tidak diketahui, adalah ciri riak besar yang berterusan menyapu atmosfera Antartika atas dalam tempoh 3-10 jam. Gelombang ini diketahui berlaku dengan kerap merambat merentasi atmosfera Bumi dan juga cenderung hilang selepas tempoh. Walau bagaimanapun, di atas Antartika ombak ini sangat berterusan seperti yang dilihat dalam pemerhatian berkala oleh saintis. Ini dipanggil 'gelombang graviti' kerana ia terutamanya dibentuk oleh daya bumi graviti dan putarannya dan mereka menjangkau 3000 kilometer dalam lapisan mesosfera. Lapisan utama atmosfera bumi ialah troposfera, stratosfera, mesosfera dan termosfera yang merupakan lapisan yang paling jauh ke atas. Pada ketika itu pada 2016, penyelidik masih tidak dapat memahami asal usul gelombang ini. Walau bagaimanapun, adalah penting untuk menunjukkan asal-usul gelombang graviti untuk memahami hubungan antara lapisan yang berbeza dalam atmosfera Bumi yang kemudiannya boleh memberikan kita maklumat berharga tentang bagaimana udara beredar di sekeliling kita. planet.
Mengesan asal-usul gelombang graviti
Dalam satu kajian yang diterbitkan dalam Jurnal Penyelidikan Geofizik, kumpulan penyelidik yang sama telah menggabungkan pemerhatian masa nyata mereka dengan maklumat teori dan model untuk menjana petunjuk tentang gelombang graviti1. Mereka mencadangkan dua kemungkinan penjelasan untuk kemungkinan asal usul (bagaimana dan di mana ia terbentuk) gelombang graviti 'berterusan' ini. Cadangan pertama ialah gelombang ini sama ada berasal daripada gelombang paras rendah yang lebih kecil di paras atmosfera di bawah mesosfera iaitu stratosfera (30 batu di atas permukaan Bumi). Angin yang mengalir menuruni pergunungan memberikan tolakan kepada gelombang graviti peringkat rendah ini menjadikan ia menjadi lebih besar dan akhirnya ombak bergerak lebih tinggi ke atmosfera. Apabila gelombang graviti mencapai penghujung stratosfera, ia pecah dan teruja seperti riak di lautan lantas menghasilkan gelombang yang lebih besar dengan panjang mendatar sehingga 2000 kilometer (manakala gelombang yang lebih kecil berada pada 400 batu) dan meluas ke mesosfera. Cara pembentukan tertentu ini boleh dipanggil sebagai 'penjanaan gelombang sekunder'. Penulis memerhatikan bahawa gelombang sekunder terbentuk lebih berterusan pada musim sejuk berbanding masa lain dan dengan itu sepatutnya berlaku pada latitud pertengahan hingga tinggi di kedua-dua hemisfera. Kemungkinan kedua alternatif yang dicadangkan oleh penyelidik ialah gelombang graviti berasal dari pusaran kutub yang berputar. Pusaran ini ialah kawasan tekanan rendah yang berputar dan mengambil alih langit Antartika semasa musim sejuk. Bentuk angin dan cuaca ini beredar pada musim sejuk di sekitar Kutub Selatan. Angin berputar berkelajuan tinggi sedemikian boleh mengubah gelombang graviti peringkat rendah apabila ia bergerak ke atas di atmosfera atau bahkan boleh menghasilkan gelombang sekunder. Penulis menyatakan bahawa salah satu cadangan mereka tentang asal-usul gelombang graviti boleh menjadi tepat dan kesimpulan konkrit masih memerlukan penyelidikan tambahan.
Penyelidikan di Antartika yang sejuk
Untuk memahami asal-usul menggunakan proposisi pertama, teori gelombang graviti sekunder Vadas telah dipertimbangkan bersama-sama dengan model resolusi tinggi yang dibangunkan oleh penyelidik dan teori kemudiannya dirumuskan. Penyelidik menjalankan model komputer, simulasi dan pengiraan. Mereka juga menggunakan pemasangan sistem lidar - kaedah pengukuran berasaskan laser - yang mana mereka bertahan dalam angin sejuk yang kuat dan suhu sub-sifar di Antartika. Program Antartika AS dan program Antartika New Zealand membiayai mereka untuk tempoh lapan tahun di Antartika. Sistem lidar sangat berkuasa dan teguh serta mempunyai keupayaan untuk menentukan suhu dan ketumpatan merentasi pelbagai kawasan atmosfera. Ia berjaya merakam gangguan yang disebabkan oleh gelombang graviti. Teknik ini sangat membantu dalam merekodkan kawasan atmosfera yang paling sukar untuk diperhatikan. Kajian gelombang atmosfera di Kutub Selatan adalah penting untuk menambah baik model iklim dan berkaitan cuaca yang boleh digunakan untuk tujuan rakaman dan penyelidikan masa nyata. Malah tenaga dan momentum gelombang graviti boleh diukur dengan sistem lidar yang berkuasa.
Kajian ini mencadangkan bahawa gelombang graviti mempengaruhi peredaran udara global di atmosfera yang kemudiannya mempengaruhi suhu dan pergerakan bahan kimia yang mempengaruhi perubahan iklim. Model iklim semasa yang ada tidak mengambil kira sepenuhnya tenaga gelombang ini. Adalah penting untuk mengetahui lebih lanjut mengenai stratosfera untuk memahami kesan pada lapisan ozon yang terdapat terutamanya di kawasan bawah stratosfera. Pemahaman yang jelas tentang gelombang graviti, terutamanya cara gelombang sekunder dijana boleh membantu kami menambah baik model simulasi pengiraan semasa. Pengarang mengakui teori selari lain yang ada2 dari 2016 yang mencadangkan bahawa getaran Rak Ais Ross di Antartika yang disebabkan oleh ombak laut mungkin bertanggungjawab untuk mencipta riak dan beralun atmosfera ini. Kajian semasa telah membantu membentuk gambaran yang jelas tentang tingkah laku atmosfera global walaupun banyak misteri masih perlu ditangani. Gabungan pemerhatian dan pemodelan komputer boleh membantu membongkar banyak lagi rahsia ini alam semesta.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
1. Xinzhao C et al. 2018. Pemerhatian Lidar gelombang graviti stratosfera dari 2011 hingga 2015 di McMurdo (77.84 °S, 166.69°E), Antartika: Bahagian II. Ketumpatan tenaga berpotensi, log taburan normal dan variasi bermusim. Jurnal Penyelidikan Geofizik. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. Oleg A et al. 2016. Getaran resonans Rak Ais Ross dan pemerhatian gelombang atmosfera yang berterusan. Jurnal Penyelidikan Geofizik: Fizik Angkasa.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
