Die oorsprong van die geheimsinnige rimpelings genoem swaartekrag golwe bo Antarktika se lug is vir die eerste keer ontdek
Wetenskaplikes opgespoor swaartekrag golwe bo Die van Antarktika lug in die jaar 2016. Swaartekraggolwe, voorheen onbekend, is kenmerkend van groot rimpelings wat voortdurend deur die boonste Antarktiese atmosfeer vee binne 3-10 uur duur. Dit is bekend dat hierdie golwe gereeld oor die aarde se atmosfeer voortplant en ook dat hulle geneig is om na verloop van tyd te verdwyn. Bokant Antarktika is hierdie golwe egter baie aanhoudend soos gesien in periodieke waarnemings deur wetenskaplikes. Dit is 'swaartekraggolwe' genoem omdat hulle hoofsaaklik deur die krag van die aarde gevorm is swaartekrag en sy rotasie en hulle het 3000 kilometer in die mesosfeerlaag gestrek. Die hooflae van die aarde se atmosfeer is troposfeer, stratosfeer, mesosfeer en termosfeer, wat die laagste op is. Op daardie stadium in 2016 kon navorsers nog nie die oorsprong van hierdie golwe verstaan nie. Dit is egter van kardinale belang om die oorsprong van swaartekraggolwe vas te stel om die verbande tussen verskillende lae in die aarde se atmosfeer te verstaan wat ons dan van waardevolle inligting kan voorsien oor hoe die lug om ons vliegtuig.
Die oorsprong van swaartekraggolwe na te spoor
In 'n studie gepubliseer in Journal of Geophysical Research, het dieselfde groep navorsers hul intydse waarnemings gekombineer met teoretiese inligting en modelle om leidrade oor die swaartekraggolwe te genereer1. Hulle het twee moontlike verklarings voorgestel vir die waarskynlike oorsprong (hoe en waar dit gevorm is) van hierdie 'aanhoudende' swaartekraggolwe. Die eerste stelling is dat hierdie golwe óf afkomstig is van kleiner laer-vlak golwe in die atmosferiese vlak onder die mesosfeer dws die stratosfeer (30 myl bo die aarde se oppervlak). Die winde wat teen die berge af vloei gee 'n stoot aan hierdie laer-vlak swaartekraggolwe wat hulle groter laat groei en die golwe uiteindelik hoër in die atmosfeer beweeg. Sodra swaartekraggolwe die einde van die stratosfeer bereik, breek hulle en word opgewonde soos rimpelings in 'n oseaan en genereer dus groter golwe met 'n horisontale lengte van tot 2000 kilometer (terwyl die kleiner onderste golwe op 400 myl staan) en strek geweldig tot in die mesosfeer. Hierdie spesifieke vorm van vorming kan as 'sekondêre golfgenerering' bestempel word. Skrywers het opgemerk dat sekondêre golwe meer aanhoudend in die winter as ander tye gevorm word en dus veronderstel is om op middel tot hoë breedtegrade in beide halfronde voor te kom. ’n Alternatiewe tweede moontlikheid wat deur navorsers voorgestel word, is dat swaartekraggolwe afkomstig is van die kolkende poolkolk. Hierdie draaikolk is 'n laagdrukgebied wat gedurende die winter roteer en Antarktika se lug oorneem. Hierdie vorm van wind en weer sirkuleer in die winter om die Suidpool. Sulke hoëspoed-roterende winde kan lae-vlak swaartekraggolwe verander soos hulle opwaarts in die atmosfeer beweeg of kan selfs sekondêre golwe genereer. Skrywers sê dat een van hul voorstelle oor die oorsprong van swaartekraggolwe akkuraat kan wees en 'n konkrete gevolgtrekking kan steeds bykomende navorsing verg.
Navorsing in koue Antarktika
Om die oorsprong te verstaan deur die eerste stelling te gebruik, is Vadas se teorie van sekondêre swaartekraggolwe oorweeg saam met 'n hoë-resolusie model wat deur navorsers ontwikkel is en 'n teorie is toe geformuleer. Navorsers het rekenaarmodelle, simulasies en berekeninge uitgevoer. Hulle het ook die lidar-stelselinstallasies gebruik – ’n lasergebaseerde meetmetode – waarvoor hulle in kragtige koue winde en temperature onder vriespunt in Antarktika oorleef het. Amerikaanse Antarktiese Program en die Antarktika Nieu-Seeland-program het hulle vir 'n tydperk van agt jaar in Antarktika gefinansier. Die lidar-stelsel is baie kragtig en robuust en het die vermoë om temperatuur en digtheid oor verskeie streke van die atmosfeer te bepaal. Dit kan versteurings wat deur swaartekraggolwe veroorsaak word, suksesvol opneem. Die tegniek is baie nuttig om die streke van die atmosfeer aan te teken wat die moeilikste is om andersins waar te neem. Studie van atmosferiese golwe by die Suidpool is belangrik vir die improvisering van klimaat- en weerverwante modelle wat vir beide intydse opname en navorsingsdoeleindes gebruik kan word. Selfs die energie en momentum van die swaartekraggolwe kan deur kragtige lidarstelsels gemeet word.
Hierdie studie dui daarop dat swaartekraggolwe globale lugsirkulasie in die atmosfeer beïnvloed wat dan temperature en beweging van chemikalieë wat klimaatsverandering beïnvloed, beïnvloed. Die huidige klimaatmodelle wat beskikbaar is, maak nie heeltemal rekening met die energie van hierdie golwe nie. Dit is belangrik om meer oor die stratosfeer te leer om die uitwerking op die osoonlaag wat hoofsaaklik in die onderste gebied van die stratosfeer voorkom, te verstaan. ’n Duidelike begrip van swaartekraggolwe, veral hoe die sekondêre golwe gegenereer word, kan ons help om huidige berekeningsimulasiemodelle te verbeter. Skrywers erken wel ander parallelle teorieë wat beskikbaar is2 vanaf 2016 wat daarop dui dat vibrasies van Ross Ice Shelf in Antarktika wat deur seegolwe veroorsaak word, dalk verantwoordelik is vir die skep van hierdie atmosferiese rimpelings en golwings. Die huidige studie het gehelp om 'n duidelike prentjie van globale atmosferiese gedrag te vorm, alhoewel baie raaisels nog aangespreek moet word. ’n Kombinasie van waarnemings en rekenaarmodellering kan help om baie meer geheime hiervan te ontrafel heelal.
***
{Jy kan die oorspronklike navorsingsartikel lees deur die DOI-skakel wat hieronder gegee word in die lys van aangehaalde bronne te klik}
Bronne)
1. Xinzhao C et al. 2018. Lidar-waarnemings van stratosferiese swaartekraggolwe van 2011 tot 2015 by McMurdo (77.84 °S, 166.69 °O), Antarktika: Deel II. Potensiële energiedigthede, lognormale verspreidings en seisoenale variasies. Tydskrif vir Geofisika Navorsing. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. Oleg A et al. 2016. Resonansievibrasies van die Ross-ysplate en waarnemings van aanhoudende atmosferiese golwe. Tydskrif vir Geofisiese Navorsing: Ruimtefisika.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
