أصول التموجات الغامضة تسمى خطورة تم اكتشاف موجات فوق سماء القارة القطبية الجنوبية لأول مرة
اكتشف العلماء خطورة موجات فوق أنتاركتيكا سماء عام 2016. موجات الجاذبية، التي لم تكن معروفة من قبل ، هي سمة من سمات التموجات الكبيرة التي تجتاح باستمرار الغلاف الجوي العلوي للقارة القطبية الجنوبية في فترات تتراوح من 3 إلى 10 ساعات. من المعروف أن هذه الموجات تحدث بشكل متكرر وتنتشر عبر الغلاف الجوي للأرض ، كما أنها تميل إلى الاختفاء بعد فترات. ومع ذلك ، فإن هذه الموجات ثابتة للغاية فوق القارة القطبية الجنوبية كما يتضح من الملاحظات الدورية للعلماء. كانت تسمى هذه "موجات الجاذبية" لأنها تشكلت أساسا من قوة الأرض خطورة ودورانها وامتدت لمسافة 3000 كيلومتر في طبقة الميزوسفير. الطبقات الرئيسية للغلاف الجوي للأرض هي التروبوسفير والستراتوسفير والميزوسفير والغلاف الحراري وهي الطبقة الأبعد. وفي تلك المرحلة من عام 2016، كان الباحثون لا يزالون غير قادرين على فهم أصل هذه الموجات. ومع ذلك، فمن الأهمية بمكان تحديد أصول موجات الجاذبية لفهم الروابط بين الطبقات المختلفة في الغلاف الجوي للأرض والتي يمكن أن تزودنا بعد ذلك بمعلومات قيمة حول كيفية دوران الهواء حول كوكبنا. كوكب.
تتبع أصول موجات الجاذبية
في دراسة نشرت في مجلة البحوث الجيوفيزيائية، قامت نفس المجموعة من الباحثين بدمج ملاحظاتهم في الوقت الفعلي مع المعلومات والنماذج النظرية لتوليد أدلة حول موجات الجاذبية1. اقترحوا تفسيرين محتملين للأصول المحتملة (كيف وأين تشكلت) لموجات الجاذبية "المستمرة". الافتراض الأول هو أن هذه الموجات تنشأ إما من موجات ذات مستوى منخفض أصغر في مستوى الغلاف الجوي تحت طبقة الميزوسفير ، أي الستراتوسفير (30 ميلاً فوق سطح الأرض). توفر الرياح التي تتدفق أسفل الجبال دفعًا لموجات الجاذبية المنخفضة المستوى هذه مما يجعلها تنمو بشكل أكبر وتتحرك الموجات في النهاية إلى أعلى في الغلاف الجوي. بمجرد أن تصل موجات الجاذبية إلى نهاية الستراتوسفير ، فإنها تتكسر وتتحمس مثل تموجات في المحيط ، وبالتالي تولد موجات أكبر بطول أفقي يصل إلى 2000 كيلومتر (بينما الموجات السفلية الأصغر تقف عند 400 ميل) وتمتد بشكل كبير إلى الغلاف الجوي. يمكن تسمية هذه الوسيلة الخاصة للتشكيل "بتوليد الموجة الثانوية". لاحظ المؤلفون أن الموجات الثانوية تتشكل بشكل أكثر ثباتًا في الشتاء أكثر من الأوقات الأخرى ، وبالتالي من المفترض أن تحدث في منتصف إلى خطوط العرض العالية في كلا نصفي الكرة الأرضية. الاحتمال الثاني البديل الذي اقترحه الباحثون هو أن موجات الجاذبية تنشأ من الدوامة القطبية الدوامة. هذه الدوامة عبارة عن منطقة ذات ضغط منخفض تدور وتستحوذ على سماء القارة القطبية الجنوبية خلال فصل الشتاء. يدور هذا الشكل من الرياح والطقس في الشتاء حول القطب الجنوبي. يمكن لمثل هذه الرياح الدوارة عالية السرعة أن تغير موجات الجاذبية منخفضة المستوى أثناء تحركها لأعلى في الغلاف الجوي أو حتى يمكن أن تولد موجات ثانوية. يذكر المؤلفون أن أيًا من اقتراحاتهم حول أصول موجات الجاذبية يمكن أن يكون دقيقًا وأن الاستنتاج الملموس لا يزال يتطلب بحثًا إضافيًا.
البحث في القارة القطبية الجنوبية الباردة
لفهم الأصول باستخدام الاقتراح الأول ، تم النظر في نظرية فاداس لموجات الجاذبية الثانوية جنبًا إلى جنب مع نموذج عالي الدقة طوره الباحثون ثم تمت صياغة نظرية. أجرى الباحثون نماذج حاسوبية وعمليات محاكاة وحسابات. كما استخدموا أيضًا تركيبات نظام الليدار - وهي طريقة قياس تعتمد على الليزر - نجوا من أجلها في الرياح الباردة القوية ودرجات الحرارة دون الصفر في القارة القطبية الجنوبية. قام برنامج أنتاركتيكا الأمريكي وبرنامج أنتاركتيكا ونيوزيلندا بتمويلهما لمدة ثماني سنوات في أنتاركتيكا. يعتبر نظام الليدار قويًا وقويًا للغاية ولديه القدرة على تحديد درجة الحرارة والكثافة عبر مناطق مختلفة من الغلاف الجوي. يمكنه تسجيل الاضطرابات التي تسببها موجات الجاذبية بنجاح. هذه التقنية مفيدة جدًا في تسجيل مناطق الغلاف الجوي التي يصعب ملاحظتها بطريقة أخرى. تعتبر دراسة موجات الغلاف الجوي في القطب الجنوبي مهمة لتحسين النماذج المناخية والمتعلقة بالطقس والتي يمكن استخدامها لأغراض التسجيل والبحث في الوقت الفعلي. حتى طاقة وزخم موجات الجاذبية يمكن قياسهما بواسطة أنظمة ليدار القوية.
تشير هذه الدراسة إلى أن موجات الجاذبية تؤثر على دوران الهواء العالمي في الغلاف الجوي مما يؤثر بعد ذلك على درجات الحرارة وحركة المواد الكيميائية التي تؤثر على تغير المناخ. النماذج المناخية الحالية المتاحة لا تأخذ في الحسبان بشكل كامل طاقة هذه الموجات. من المهم معرفة المزيد عن الستراتوسفير لفهم التأثيرات على طبقة الأوزون الموجودة بشكل رئيسي في المنطقة السفلى من الستراتوسفير. يمكن أن يساعدنا الفهم الواضح لموجات الجاذبية ، وخاصة كيفية توليد الموجات الثانوية ، في تحسين نماذج المحاكاة الحسابية الحالية. الكتاب يقرون النظريات الموازية الأخرى المتاحة2 من عام 2016 والتي تشير إلى أن اهتزازات الجرف الجليدي روس في القارة القطبية الجنوبية والتي تسببها أمواج المحيط ربما تكون مسؤولة عن خلق هذه التموجات والتموجات الجوية. ساعدت الدراسة الحالية في تكوين صورة واضحة عن سلوك الغلاف الجوي العالمي على الرغم من أن العديد من الألغاز لا تزال بحاجة إلى معالجة. يمكن أن يساعد الجمع بين الملاحظات والنمذجة الحاسوبية في كشف العديد من أسرار هذا الأمر الكون.
***
{يمكنك قراءة ورقة البحث الأصلية عن طريق النقر فوق ارتباط DOI الوارد أدناه في قائمة المصدر (المصادر) المذكورة}
المصدر (ق)
1. Xinzhao C et al. 2018. أرصاد ليدار لموجات الجاذبية الستراتوسفيرية من 2011 إلى 2015 في ماكموردو (77.84 درجة جنوبا ، 166.69 درجة شرقا) ، أنتاركتيكا: الجزء الثاني. كثافات الطاقة المحتملة ، والتوزيعات العادية ، والتغيرات الموسمية. مجلة بحوث الجيوفيزياء. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. أوليغ أ وآخرون. 2016. اهتزازات الرنين لجرف روس الجليدي وملاحظات موجات الغلاف الجوي المستمرة. مجلة البحوث الجيوفيزيائية: فيزياء الفضاء.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
