신비한 파문의 기원 중량 남극 하늘 위의 파도가 처음으로 발견되었습니다.
과학자들이 감지함 중량 위의 파도 남극의 2016년의 하늘. 중력파, 이전에 알려지지 않은, 이는 3-10시간 동안 남극 상층 대기를 휩쓸고 있는 큰 잔물결의 특징입니다. 이 파동은 지구 대기를 가로질러 자주 발생하며 지속 시간이 지나면 사라지는 경향이 있는 것으로 알려져 있습니다. 그러나 남극 대륙 위의 이러한 파도는 과학자들의 정기적인 관찰에서 볼 수 있듯이 매우 지속적입니다. 이들은 주로 지구의 힘에 의해 형성되었기 때문에 '중력파'라고 불렸습니다. 중량 그리고 그 회전은 중간권층에서 3000km에 달합니다. 지구 대기의 주요 층은 대류권, 성층권, 중간권 및 가장 먼 층인 열권입니다. 2016년 당시 연구자들은 여전히 이 파동의 기원을 이해할 수 없었습니다. 그러나 지구 대기의 여러 층 사이의 연결을 이해하기 위해서는 중력파의 기원을 정확히 찾아내는 것이 중요하며, 이는 공기가 우리 주위를 어떻게 순환하는지에 대한 귀중한 정보를 제공할 수 있습니다. 행성.
중력파의 기원 추적
에 발표 된 연구에서 지구물리학 연구 저널, 같은 그룹의 연구자들이 실시간 관찰을 이론 정보 및 모델과 결합하여 중력파에 대한 단서를 생성했습니다.1. 그들은 이러한 '지속적인' 중력파의 가능한 기원(어떻게 그리고 어디서 형성되었는지)에 대한 두 가지 가능한 설명을 제안했습니다. 첫 번째 제안은 이러한 파도가 중간권, 즉 성층권(지구 표면 위 30마일) 아래의 대기 수준에서 더 작은 낮은 수준의 파도에서 발생한다는 것입니다. 산 아래로 흐르는 바람은 이러한 낮은 수준의 중력파를 밀어 더 크게 만들고 파도는 결국 대기 중으로 더 높게 이동합니다. 중력파는 성층권의 끝에 도달하면 부서지고 바다의 잔물결처럼 들뜨고 수평 길이가 최대 2000km인 더 큰 파도를 생성하고(작은 파도는 400마일에 서 있음) 중간권으로 광범위하게 확장됩니다. 이 특정 형성 수단은 'XNUMX차 파동 생성'이라고 부를 수 있습니다. 저자들은 XNUMX차파가 다른 시기보다 겨울에 더 지속적으로 형성되기 때문에 두 반구의 중위도에서 고위도 지역에서 발생하는 것으로 추정하고 있음을 관찰했습니다. 연구자들이 제안한 또 다른 두 번째 가능성은 중력파가 소용돌이치는 극 소용돌이에서 발생한다는 것입니다. 이 소용돌이는 겨울 동안 회전하고 남극의 하늘을 차지하는 저기압 영역입니다. 이러한 형태의 바람과 날씨는 남극을 중심으로 겨울에 순환합니다. 이러한 고속 회전 바람은 대기에서 위쪽으로 이동할 때 낮은 수준의 중력파를 변경하거나 XNUMX차 파동을 생성할 수도 있습니다. 저자들은 중력파의 기원에 대한 그들의 제안 중 하나가 정확할 수 있고 구체적인 결론은 여전히 추가 연구가 필요할 수 있다고 말합니다.
추운 남극에서 연구
첫 번째 명제를 사용하여 기원을 이해하기 위해 Vadas의 XNUMX차 중력파 이론을 연구자들이 개발한 고해상도 모델과 함께 고려하여 이론을 공식화했습니다. 연구원들은 컴퓨터 모델, 시뮬레이션 및 계산을 실행했습니다. 그들은 또한 남극 대륙의 강력한 찬 바람과 영하의 기온에서 살아남은 레이저 기반 측정 방법인 라이더 시스템 설치를 사용했습니다. 미국 남극 프로그램과 남극 뉴질랜드 프로그램이 남극에서 XNUMX년 동안 자금을 지원했습니다. 라이다 시스템은 매우 강력하고 견고하며 대기의 다양한 지역에 걸쳐 온도와 밀도를 결정할 수 있는 능력을 가지고 있습니다. 중력파로 인한 섭동을 성공적으로 기록할 수 있습니다. 이 기술은 다른 방법으로는 관찰하기 가장 어려운 대기 영역을 기록하는 데 매우 유용합니다. 남극의 대기파 연구는 실시간 기록 및 연구 목적 모두에 활용할 수 있는 기후 및 날씨 관련 모델을 즉석에서 만드는 데 중요합니다. 중력파의 에너지와 운동량도 강력한 라이더 시스템으로 측정할 수 있습니다.
이 연구는 중력파가 대기의 지구 공기 순환에 영향을 미치고 기후 변화에 영향을 미치는 화학 물질의 온도와 이동에 영향을 미친다는 것을 시사합니다. 현재 사용 가능한 기후 모델은 이러한 파도의 에너지를 완전히 설명하지 못합니다. 성층권 하부에서 주로 발견되는 오존층에 대한 영향을 이해하기 위해서는 성층권에 대해 더 많이 배우는 것이 중요합니다. 중력파, 특히 XNUMX차 파동이 생성되는 방식에 대한 명확한 이해는 현재의 계산 시뮬레이션 모델을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다. 저자는 사용 가능한 다른 병렬 이론을 인정합니다2 2016년부터 이는 해양 파도로 인해 발생하는 남극 대륙 로스 빙붕의 진동이 이러한 대기 파동과 기복을 일으키는 원인일 수 있음을 시사합니다. 현재의 연구는 여전히 해결해야 할 많은 미스터리가 있지만 지구 대기 행동에 대한 명확한 그림을 형성하는 데 도움이 되었습니다. 관찰과 컴퓨터 모델링을 결합하면 이에 대한 더 많은 비밀을 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다. 우주.
***
{아래 인용 출처 목록에서 DOI 링크를 클릭하면 원본 연구 논문을 읽을 수 있습니다.}
출처
1. Xinzhao C et al. 2018. McMurdo(2011°S, 2015°E)에서 77.84년부터 166.69년까지 성층권 중력파에 대한 Lidar 관측, 남극: 파트 II. 잠재적 에너지 밀도, 로그 정규 분포 및 계절적 변동. 지구 물리학 연구 저널. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. Oleg A et al. 2016. 로스 빙붕의 공명진동과 지속적인 대기파 관측. 지구 물리학 연구 저널: 우주 물리학.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
