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从互联网的喜气洋洋气球引力波的见解

更好地了解与急流,极涡等现象高层大气相互作用重力波怎么可能是关键,以提高天气预报和气候模型。

通过乔西garthwaite
时钟-申博体育_申博开户2020年9月2日

发射到平流层束互联网服务大地巨型气球已经帮助科学家测量我们的上层大气中微小的涟漪,揭示可能提高天气预报和气候模型的模式。

Loon balloon in flight
超高压气囊设计,提供互联网服务顺带也收集数据,研究人员能够用来计算引力波的运动。 (图片来源:龙)

波纹,称为重力波或浮力波出现时空气的斑点被迫向上,然后通过重力拉下。想象的空气包裹那奔涌山脉,朝凉山谷掉价,跨越海陆班车和跳弹掉在浮力和重心之间的战争的一个伟大的拉锯战稳重大气的层之间日益增长的风暴,上下摆动。单波能够传播数千英里,携带动量和热量沿途。

虽然比鲜为人知 引力波  - 在时空结构起伏 - 大气重力波是无处不在的,强大的,说申博体育开户大气科学家 阿迪提sheshadri一项新的研究,详细说明跨季节和纬度高频引力波变化的资深作者。它们会导致有些人认为在飞机上在晴朗的天空飞翔的动荡和对风暴如何在地面上发挥出强大的影响力。

高空飞行气球

发表 译者: 30在 地球物理研究杂志:大气,新的研究借鉴了公司龙有限责任公司,它设计了气球提供互联网接入通过手机发射塔或光纤电缆不足的地区超高压气球数据。在2018年谷歌母公司字母分拆出来,龙已派出传感器载货气球在平流层中航行12英里数千个 - 100天以上一气 - 以及商用飞机和大部分云的高度以上。

“这只是一个非常幸运的事,因为他们没有任何的科研任务,收集数据。但是,顺便说一句,他们碰巧测量位置,温度和压力,”说sheshadri,谁是地球系统科学在申博体育开户的助理教授 School of Earth, Energy & Environmental Sciences (斯坦福土)。

研究人员从该气球收集6811分离48小时的时间从2014年至2018年“安装的等效科学运动将是非常昂贵的数据计算出的重力波浪运动。与卢恩数据,分析是混乱,因为数据收集是偶然的,但它有近乎覆盖全球,” sheshadri说。

小浪,行星撞击

引力波是大气动力学的重要组成部分。 “他们帮助带动整体大气环流,但有些引力波太小,过于频繁的与卫星的观察,说:”该研究报告的主要作者,埃里克·林格伦,谁在sheshadri实验室的研究工作作为博士后学者。 “这些都是我们在这个研究主要集中在引力波。”利用大气气球跟踪高频重力波早期的研究通常从没有更多的合并数据几十余个气球飞行,覆盖较小的区域和较少的季节。

Satellite image
引力波的轮廓在2019年10月,在一个异常炎热的一天成为云的西部澳大利亚海岸带可见。 (图片来源:约书亚·史蒂文斯/ NASA地球观测站)

卢恩数据证明,用于计算高频重力波,其可以上升和下降数百次在一天,用距离范围从几百英尺至数百英里的特别有价值的。 “他们是微小的,他们改变分钟的时间尺度。但于一体的综合意义上说,他们的影响,例如,喷射流,这是这个庞大的行星尺度的事情,与风暴相互作用并发挥在制定他们的课程中起重要作用的势头预算,” sheshadri说。

引力波也影响极涡,寒冷的空气中的漩涡,通常在北极悬停,并可爆炸极端寒冷到欧洲和美国部分地区的几个月的时间。他们与互动 准两年振荡,其中,大约每14个月,吹来的风高赤道上空的带反转方向 - 与臭氧消耗和表面天气远远超出了热带大的影响。

因此,理解引力波的关键是在区域尺度上改善天气预报,尤其是全球变暖继续干扰历史模式。 “越来越重力波权将有助于约束循环应对气候变化,喜欢它的多少要下雨在特定位置,风暴的数量 - 动态的东西,例如风和雨,雪,” sheshadri说。

建立更好的模型

目前气候模型估计高频引力波的影响上流通的一种黑盒子的,与真实世界的观察或在玩耍的物理过程的限制现有知识的应用约束很少。 “到现在为止,还没有被完全清除这些波在不同的地区或在以非常高的频率或小规模的季节如何表现,”林格伦说。

sheshadri和他的同事集中在高频引力波在不同时间尺度相关的能源,以及如何跨越能源季节和纬度而异。他们发现这些波较大,在热带和夏季期间建立多动能;小浪以更少的能耗移动是比较常见的接近极点和冬季。他们还发现重力波同步改变与准两年振荡的相位。 “我们发现在一年的不同时间,并在全球不同地区的重力波活动明显变化,”林格伦说。 “至于具体的原因还不清楚。”

在今后的研究,sheshadri旨在识别引力波的来源是负责这些差异,并推断引力波的振幅从相对较少的观察非常高的频率。她说,“理解引力波如何推动循环在大气中,这些波和平均流量之间的互动 - 这是真正了解大气动力学的下一个前沿”

sheshadri也是中心研究员,通过礼貌,申博体育开户 伍兹环境研究所。林格伦现在是瑞士再自然灾难专家。合着者的Aurelien podglajen是巴黎隶属于索邦UNIVERSITE /高等理工学院,法国。合着者罗伯特·W上。雕刻隶属于在山景城龙有限责任公司,加利福尼亚州。

这项研究是由美国国家科学基金会的支持。

媒体联系人

乔西garthwaite

School of Earth, Energy & Environmental Sciences

(650)497-0947; josieg@stanford.edu

阿迪提sheshadri

School of Earth, Energy & Environmental Sciences

aditi_sheshadri@stanford.edu

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