
炸药在2022年1月15日爆炸物。快速释放能量为海洋海啸造成了巨大的破坏,为美国西海岸造成了损失,但它也引起了大气中的压力波,迅速散布在世界各地。
接近喷发的大气波模式是非常复杂,但是数千英里外每小时超过650英里当它向外散开。
NASA戈达德太空飞行中心的首席科学家詹姆斯·加文(James Garvin)告诉NPR航天局估计爆炸在世界文字II期间,大约10兆座的TNT同等标准量,约为日本广岛上的炸弹掉落约500倍。从上面带有红外传感器的卫星观看卫星中,波浪看起来像是通过在池塘里扔石头而产生的涟漪。
脉搏在大气压力下以扰动的形式注册,持续了几分钟,因为它在北美,印度,欧洲和全球许多其他地方移动。在线,人们实时遵循脉搏的进步,因为观察家将其气氛观察发布到社交媒体上。波浪在全世界繁殖,并在大约35小时内返回。
当今美国遍布美国时,与汤加爆发相关的压力波的引人入胜的描述。 RT @akrherz:通过ASOS NWS/MADIS 5分钟间隔数据进行15分钟的压力高度计更改。显示了#tongaeruption的冲击波。 pic.twitter.com/qdarmc008y2022年1月15日
我是一个气象学家谁研究了全球气氛的振荡为了将近四十年。波浪从汤加爆发的扩展是全球大气波繁殖现象的一个特别壮观的例子,这是在其他历史性爆炸事件(包括核试验)之后看到的。
这种喷发是如此强大,以至于使气氛像铃一样响起,尽管频率太低而听不到。这是200多年前首先提出的现象。
Krakatoa,1883年
1883年,印度尼西亚的克拉卡托亚山的大喷发引起了引起科学关注的第一个压力波。
在世界各地的气压观测中检测到Krakatoa波脉冲。当然,当然,沟通速度较慢,但是几年之内,科学家将各个个人观察结合在一起,并能够绘制世界地图压力前线的传播在喷发后的几个小时和几天内。
波浪阵线从克拉卡托亚向外行驶,观察到至少制作全球三次完整旅行。伦敦皇家学会(Royal Society of London)发表了一系列地图,说明了波浪阵线在1888年著名的喷发报告中的传播。
Krakatoa或最近的Tonga爆发后看到的波浪是非常低频的声波。当局部压力变化会在相邻空气上产生力,然后加速,导致膨胀或压缩,随着压力变化而导致膨胀或压缩,这反过来又迫使沿波路径的空气更远。
在我们在高频声波方面的正常经历中,我们希望声音直接从直接爆炸的烟火火箭到地面上的旁观者的耳朵传播。但是这些全球压力脉冲具有水平传播的特殊性,并且在遵循地球曲率的情况下弯曲。
拥抱地球的波浪理论
200多年前,伟大的法国数学家,物理学家和天文学家皮埃尔·西蒙·德拉普拉斯(Pierre-Simon de Laplace)预测了这种行为。
拉普拉斯将他的理论基于在全球范围内管理大气运动的物理方程式。他预测,大气中应该有一类动作,可以迅速传播,但拥抱地球的表面。拉普拉斯(Laplace)表明,相对于垂直空气运动,重力和大气浮力的力有利于水平空气运动,一种效果是允许一些大气波跟随地球的曲率。
在19世纪的大部分时间里,这似乎是一个抽象的想法。但是,Krakatoa爆发后的压力数据以一种戏剧性的方式表明拉普拉斯是正确的,并且这些围绕的运动可能会激发,并且会在巨大的距离上传播。
了解这种行为今天被用来检测遥远的核爆炸。但是拉普拉斯理论对全球气氛的背景振动的全部含义直到最近才被确认。
像铃铛一样振铃
爆发使大气像铃铛一样响起,是拉普拉斯理论化现象的一种体现。同样的现象也作为大气的全球振动。
这些全球振荡类似于浴缸中的水的摇摆最近被最终检测到。
海浪可以在整个世界上快速连接大气,就像通过乐器传播的波浪,例如小提琴弦,鼓皮或金属铃。气氛可以并且在一组不同的频率下进行“戒指”。
2020年,我的京都大学同事高田萨卡基我能够使用现代观察确认拉普拉斯理论对大气的全球连贯振动。分析新发布的数据集每小时38年的大气压力在全球的网站上,我们能够发现拉普拉斯和其他跟随他的其他人的全球模式和频率。
这些全球大气振荡的声音太低了,无法听到,但是它们不断地对大气中的所有其他动作感到兴奋,从而提供了一种非常温柔但持久的“背景音乐”在我们大气中的天气波动更大。
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