Потеклото на мистериозните бранувања наречени гравитацијата За прв пат се откриени бранови над небото на Антарктикот
Научниците открија гравитацијата бранови горе на Антарктикот небото во 2016 година. Гравитациони бранови, претходно непознати, се карактеристични за големи бранувања кои континуирано се пробиваат низ горната атмосфера на Антарктикот во траење од 3-10 часа. Познато е дека овие бранови често се шират низ атмосферата на Земјата, а исто така имаат тенденција да исчезнуваат по траење. Сепак, над Антарктикот овие бранови се многу упорни како што се гледа во периодичните набљудувања од научниците. Овие беа наречени „гравитациони бранови“ затоа што главно беа формирани од силата на земјата гравитацијата и неговата ротација и тие се протегаа на 3000 километри во мезосферскиот слој. Главните слоеви на Земјината атмосфера се тропосферата, стратосферата, мезосферата и термосферата што е најоддалечениот слој. Во тој момент во 2016 година, истражувачите сè уште не можеа да го разберат потеклото на овие бранови. Сепак, од клучно значење е да се укаже на потеклото на гравитационите бранови за да се разберат врските помеѓу различните слоеви во атмосферата на Земјата, што потоа би можело да ни обезбеди вредни информации за тоа како воздухот циркулира околу нашата планетата.
Следење на потеклото на гравитационите бранови
Во студијата објавена во Весник за геофизички истражувања, истата група истражувачи ги комбинираше своите набљудувања во реално време со теоретски информации и модели за да генерираат индиции за гравитационите бранови1. Тие предложија две можни објаснувања за веројатното потекло (како и каде се формирани) на овие „упорни“ гравитациски бранови. Првиот предлог е дека овие бранови или потекнуваат од помали бранови на пониско ниво во атмосферското ниво под мезосферата, односно стратосферата (30 милји над површината на Земјата). Ветровите што течат надолу по планините им даваат притисок на овие гравитациски бранови од пониско ниво, што ги прави поголеми и брановите на крајот се движат повисоко во атмосферата. Штом гравитационите бранови ќе стигнат до крајот на стратосферата, тие се кршат и се возбудуваат како бранови во океанот, со што се генерираат поголеми бранови со хоризонтална должина до 2000 километри (додека помалите долни бранови стојат на 400 милји) и се протегаат многу во мезосферата. Ова конкретно средство за формирање може да се нарече „генерирање на секундарни бранови“. Авторите забележале дека секундарните бранови се формираат поупорно во зима отколку во други времиња и затоа се претпоставува дека се појавуваат на средни до високи географски широчини во двете хемисфери. Алтернативна втора можност предложена од истражувачите е дека гравитационите бранови потекнуваат од вртливиот поларен вител. Овој вител е област со низок притисок што ротира и го зазема небото на Антарктикот во текот на зимата. Оваа форма на ветер и време циркулира во зима околу Јужниот пол. Ваквите ротирачки ветрови со голема брзина можат да ги променат гравитационите бранови на ниско ниво додека се движат нагоре во атмосферата или дури можат да генерираат секундарни бранови. Авторите наведуваат дека еден од нивните сугестии за потеклото на гравитационите бранови би можел да биде точен, а за конкретен заклучок сепак може да биде потребно дополнително истражување.
Истражување на студениот Антарктик
За да се разбере потеклото користејќи го првиот предлог, теоријата на Вадас за секундарните гравитациски бранови била разгледана заедно со модел со висока резолуција развиен од истражувачите и потоа била формулирана теорија. Истражувачите водеа компјутерски модели, симулации и пресметки. Тие, исто така, ги користеа инсталациите на системот лидар - метод на мерење базиран на ласер - за што преживеаја при силни студени ветрови и температури под нулата на Антарктикот. Американската програма за Антарктик и програмата Антарктик Нов Зеланд ги финансираа во период од осум години на Антарктикот. Лидарскиот систем е многу моќен и робустен и има способност да одредува температура и густина низ различни региони на атмосферата. Може успешно да снима пертурбации предизвикани од гравитационите бранови. Техниката е многу корисна во снимањето на областите на атмосферата кои се најтешки за инаку набљудување. Проучувањето на атмосферските бранови на Јужниот пол е важно за импровизација на климатски и временски модели кои можат да се користат и за снимање во реално време и за истражувачки цели. Дури и енергијата и моментумот на гравитационите бранови може да се измерат со моќни лидарски системи.
Оваа студија сугерира дека гравитационите бранови влијаат на глобалната циркулација на воздухот во атмосферата, што потоа влијае на температурите и движењето на хемикалиите кои влијаат на климатските промени. Тековните климатски модели на располагање не целосно ја земаат предвид енергијата на овие бранови. Важно е да дознаете повеќе за стратосферата за да ги разберете ефектите врз озонската обвивка која се наоѓа главно во долниот регион на стратосферата. Јасното разбирање на гравитационите бранови, особено како се генерираат секундарните бранови, може да ни помогне да ги подобриме тековните модели на пресметковна симулација. Авторите навистина признаваат други паралелни теории што се достапни2 од 2016 година, што укажува на тоа дека вибрациите на ледениот гребен Рос на Антарктикот, предизвикани од океанските бранови можеби се одговорни за создавање на овие атмосферски бранови и бранови. Тековната студија помогна да се формира јасна слика за глобалното атмосферско однесување иако сè уште треба да се решат многу мистерии. Комбинацијата на набљудувања и компјутерско моделирање може да помогне да се откријат уште многу тајни на ова универзумот.
***
{Можете да го прочитате оригиналниот истражувачки труд со кликнување на врската DOI дадена подолу во списокот со цитирани извори}
Извор (и)
1. Ксинжао Ц и сор. 2018. Лидарски набљудувања на стратосферските гравитациски бранови од 2011 до 2015 година во МекМурдо (77.84 °S, 166.69 °E), Антарктик: Дел II. Потенцијални енергетски густини, дневни нормални распределби и сезонски варијации. Весник за истражување на геофизиката. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. Олег А и сор. 2016. Резонанцни вибрации на ледениот гребен Рос и набљудувања на перзистентни атмосферски бранови. Весник за геофизички истражувања: вселенска физика.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
