Atmospheric resonance, qhov no tshwm sim yog dab tsi thiab nws puas tuaj yeem kwv yees huab cua?

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Lub ntiaj teb huab cua vibrates zoo li lub tswb loj: nthwv dej taug kev raws txoj kab nruab nrab ntawm ob qho tib si, ncig lub ntiaj teb. Qhov kev txiav txim siab no tau mus txog los ntawm cov kws tshawb fawb los ntawm Nyiv thiab Tebchaws Meskas, lees paub qhov kev xav ntev ntev ntawm atmospheric resonance. Qhov no tshwm sim yog dab tsi thiab nws tuaj yeem siv los kwv yees huab cua thiab kev hloov pauv huab cua mus ntev?

Laplace vuag

Thaum pib ntawm lub xyoo pua 19th, Fabkis tus kws tshawb fawb thiab lej Pierre-Simon Laplace piv lub ntiaj teb huab cua mus rau dej hiav txwv loj uas npog lub ntiaj teb thiab muab cov qauv, uas niaj hnub no hu ua Laplace's tidal equations, siv rau hauv kev suav los ua huab cua huab cua.

Laplace ntseeg tias cov huab cua muaj nws tus kheej ebb thiab ntws, nrog rau cov nthwv dej ntawm huab cua thiab lub zog thermal. Ntawm lwm yam, nws hais txog ntsug oscillations ntawm lub ntiaj teb saum npoo, propagating nyob rau hauv kab rov tav kev taw qhia, uas yuav tsum tau sau tseg los ntawm kev hloov nyob rau hauv lub siab nto.

Atmospheric cua sov tides cuam tshuam nrog lub ntiaj teb kev sib hloov tau ntev tau pom los ntawm geophysicists. Txawm li cas los xij, kab rov tav tsis tuaj yeem kuaj pom. Thiab tam sim no nws paub meej tias yog vim li cas.

Raws li Takatoshi Sakazaki ntawm Graduate School of Science ntawm Kyoto University thiab Kevin Hamilton, tus xibfwb ntawm International Pacific Research Center ntawm University of Hawaii ntawm Manoa, pom tias, Laplace nthwv dej muaj qhov loj heev - lawv npog yuav luag tag nrho hemispheres - thiab luv heev. lub sijhawm, tsawg dua ib hnub.

Yog li ntawd, lawv tau raug saib tsis xyuas hauv kev kawm txog cov xwm txheej hauv cheeb tsam huab cua, xws li thunderstorms, thiab hauv kev kawm txog qhov loj, tab sis mus sij hawm ntev ntawm huab cua huab cua.

Daim duab kab rov tav wavelengths thiab lub sij hawm ntawm atmospheric phenomena uas yav tas los kawm los ntawm cov kws tshawb fawb. Lub hnub qub yog tidal nthwv dej. Liab contour - Laplace yoj resonance cheeb tsam

"Chessboard" ntawm lub ntiaj teb

Cov kws sau ntawv ntawm txoj kev tshawb fawb tau txheeb xyuas cov ntaub ntawv los ntawm European Center for Medium-Range Huab Cua Huab Cua Huab Cua (ECMWF) rau 38 xyoo - txij xyoo 1979 txog 2016 suav nrog, suav nrog kev hloov pauv teev nyob rau hauv huab cua huab cua thoob plaws tag nrho lub ntiaj teb. Raws li qhov tshwm sim, kaum ob ntawm yav dhau los tsis paub yoj hom tau raug txheeb xyuas - cov kab ke ntawm kev sib haum xeeb oscillations, uas cov kws tshawb fawb hu ua hom.

Cov kws tshawb fawb tau txaus siab tshwj xeeb hauv nthwv dej nrog lub sijhawm luv luv los ntawm ob mus rau 33 teev, nthuav tawm kab rov tav hauv huab cua thoob plaws ntiaj teb ntawm qhov nrawm nrawm - ntau dua 1100 mais ib teev.

Cov cheeb tsam siab thiab tsis tshua muaj siab cuam tshuam nrog cov nthwv dej no tsim cov qauv checkerboard tus yam ntxwv ntawm daim ntawv qhia, uas, txawm li cas los xij, txawv rau txhua yam ntawm plaub hom tseem ceeb - Kelvin, Rossby, gravitational nthwv dej thiab ua ke ntawm ob lub tom kawg.

Tus qauv checkerboard tsim los ntawm qhov qis (xiav) thiab siab (liab) thaj tsam siab. Ua piv txwv, ob ntawm plaub hom tseem ceeb tau qhia - Kelvin thiab gravitational nrog lub sijhawm oscillation ntawm lub ntiaj teb huab cua ntawm 32, 4 thiab 9, 4 teev. Lub computer simulation tau tshwm sim

Cua tswb

Nws tau muab tawm tias lub ntiaj teb huab cua zoo li lub tswb nrov, thaum lub suab nrov tshaj yog superimposed ntawm lub ntsiab qis zaus tom qab. Nws yog qhov kev sib xyaw ua ke ntawm lub suab sib sib zog nqus nrog kev hloov maj mam dhau los ua rau lub suab nrov nrov zoo siab.

Tsuas yog "suab paj nruag" ntawm lub ntiaj teb tsis yog suab, tab sis nthwv dej ntawm atmospheric siab, npog tag nrho lub ntiaj teb. Txhua yam ntawm plaub lub ntsiab hom yog ib tug resonance ntawm huab cua, los ntawm analogy nrog lub resonances ntawm lub tswb. Nyob rau hauv cov ntaub ntawv no, tsawg zaus Kelvin nthwv dej propagated los ntawm sab hnub tuaj mus rau sab hnub poob, thiab tus so - los ntawm sab hnub poob mus rau sab hnub tuaj.

Cov kws tshawb fawb tau suav cov kev tsis sib haum xeeb ntawm cov resonance tshwm sim los ntawm kev sib ntxiv ntawm tag nrho plaub hom, raws nraim coincided nrog cov kev kwv yees ntawm Laplace. Thiab qhov no tau lees paub nws lub tswv yim tseem ceeb tias huab cua yog tswj los ntawm huab cua siab nthwv dej.

"Nws yog qhov zoo siab tias lub zeem muag ntawm Laplace thiab lwm tus pioneer physicists tau lees paub tag nrho ob puas xyoo tom qab," Takatoshi Sakazaki tau hais hauv tsab ntawv tshaj tawm los ntawm University of Hawaii ntawm Manoa.

Hamilton hais ntxiv tias "Peb qhov kev txheeb xyuas ntau yam hauv cov ntaub ntawv hauv ntiaj teb tiag tiag qhia tau tias huab cua zoo li lub tswb nrov," Hamilton hais ntxiv.

Cov kws sau ntawv sau npe qhov tshwm sim ntawm cov cua sov hauv cheeb tsam vim yog atmospheric convection thiab cascade mechanism ntawm propagation ntawm turbulent zog ntws raws li ua tau ua rau lub ntiaj teb no resonance.

Kev hloov pauv ntawm thaj chaw qis (xiav) thiab siab (liab) siab rau txhua yam ntawm plaub hom tseem ceeb: A - Rossby nthwv dej; B - Kelvin nthwv dej; C - gravitational nthwv dej; D - sib xyaw hom Rossby - lub ntiajteb txawj nqus

Equatorial cua hauv Antarctica

Lwm qhov tshwm sim cuam tshuam nrog nthwv dej hauv huab cua tsis ntev los no tau piav qhia los ntawm Asmeskas cov kws tshawb fawb los ntawm Clemson University hauv South Carolina thiab University of Colorado hauv Boulder.

Saib cov polar vortices ntawm McMurdo chaw nres tsheb hauv Antarctica - cov voj voog loj ntawm cov cua txias uas muab kauv hla txhua lub ntiaj teb tus ncej - lawv pom tias Antarctic vortex yog synchronous nrog cov theem ntawm quasi-biennial oscillations nyob rau hauv cov huab cua (QBO).

Kwv yees li txhua ob xyoos, latitudinal cua tshuab ntawm lub ntiaj teb txoj kab nruab nrab hloov kev taw qhia ntawm sab hnub tuaj mus rau sab hnub poob. Pem hauv ntej pib ntawm qhov siab tshaj 30 kilometers nyob rau hauv lub stratosphere thiab txav downwards ntawm ib tug ceev ntawm ib tug kilometer ib lub hlis. Tom qab 13-14 lub hlis, cua inversion tshwm sim ib txhij nyob rau hauv tag nrho cov equator. Lub voj voog ua tiav, yog li ntawd, yuav siv sijhawm li 26 txog 28 lub hlis.

General tswvyim ntawm quasi-biennial oscillations

Cov neeg Amelikas tau pom tias thaum lub sij hawm sab hnub tuaj ntawm QBO, Antarctic vortex nthuav dav thiab cog lus thaum lub sij hawm sab hnub poob. Qhov no tau piav qhia los ntawm qhov kev hla ntawm meridional gravitational nthwv dej los ntawm txoj kab nruab nrab mus rau cov ncej los ntawm cov txheej txheem sib txawv ntawm cov cua.

Cov nthwv dej no tau sau tseg thiab qhia tias lawv muaj feem cuam tshuam nrog kev hloov pauv ntawm cov cua tshuab ntawm txoj kab nruab nrab - ntawm qhov deb ntawm ntau tshaj cuaj txhiab kilometers ntawm qhov chaw soj ntsuam. Kev sib piv nrog cov ntaub ntawv los ntawm NASA's MERRA-2 kev soj ntsuam huab cua thiab huab cua rau lub sijhawm txij xyoo 1999 txog 2019 tau lees paub qhov no.

Nws tau ntev tau paub tias qhov nthuav dav ntawm cheeb tsam polar vortex coj huab cua txias rau nruab nrab latitudes. Txawm li cas los xij, qhov tseeb tias lub hauv paus ua rau yog kev hloov pauv ntawm cov cua stratospheric nyob rau hauv tropics tuaj ua ib qho surprise.

Cov kws tshawb fawb vam tias cov qauv uas lawv tau txheeb xyuas yuav ua rau muaj qhov tseeb ntawm huab cua thiab huab cua ncig cov qauv rau kev kwv yees huab cua. Nyob rau tib lub sijhawm, lawv txhawj xeeb tias nyob rau xyoo tsis ntev los no, qhov cuam tshuam ntawm anthropogenic yam tau nce ntxiv.

Yog li, plaub xyoos dhau los, peb pom muaj kev ua txhaum ntawm kev sib tw ntawm FTC. Thaum Lub Ob Hlis 2016, kev hloov pauv mus rau cua sab hnub tuaj tau cuam tshuam sai. Ib qho laj thawj ua tau yog lub ntiaj teb ua kom sov.

tswb tswb

Ntawm qhov kev txhawj xeeb ntau dua yog qhov nce zaus ntawm huab cua huab cua, feem ntau kuj cuam tshuam nrog atmospheric nthwv dej anomalies. Tshwj xeeb, cov kws tshawb fawb taw tes rau qhov tshwm sim ntawm quasi-stationary atmospheric Rossby nthwv dej nyob rau sab qaum teb Hemisphere.

Rossby Waves yog qhov khoov loj heev nyob rau hauv qhov chaw siab tshaj cua uas muaj kev cuam tshuam rau huab cua. Yog hais tias lawv dhau mus rau hauv lub xeev quasi-stationary, kev hloov ntawm cyclones thiab anticyclones raug ncua. Yog li ntawd, nyob rau qee qhov chaw nws los nag rau lub lis piam, tig mus rau hauv dej nyab, thaum nyob rau lwm qhov, qhov kub tsis txawv txav tau teeb tsa, raws li xyoo no hauv Arctic.

Kub nthwv dej thiab droughts ntaus Central thiab North America, Central thiab Eastern Europe, thaj av Caspian Hiav txwv thiab East Asia ob peb zaug nyob rau lub caij ntuj sov thiab kav ib mus rau ob lub lis piam, ua rau muaj kev puas tsuaj loj rau kev ua liaj ua teb. Tau ntau xyoo ua ke, cov qoob loo tau poob qis ntawm no, uas ua rau muaj kev cuam tshuam rau kev sib raug zoo.

Yog li lub "suab paj nruag" ntawm lub ntiaj teb ntau thiab ntau lub suab tsis zoo li lub suab paj nruag, tab sis lub tswb nrov nrov.