იდუმალი ტალღების წარმოშობა ე.წ სიმძიმის ანტარქტიდის ცის ზემოთ ტალღები პირველად აღმოაჩინეს
მეცნიერებმა აღმოაჩინეს სიმძიმის ტალღები ზემოთ ანტარქტიდა ცა 2016 წელს. გრავიტაციული ტალღებიაქამდე უცნობი, დამახასიათებელია დიდი ტალღები, რომლებიც განუწყვეტლივ იჭრება ანტარქტიდის ზედა ატმოსფეროში 3-10 საათის განმავლობაში. ცნობილია, რომ ეს ტალღები ხშირად მრავლდება დედამიწის ატმოსფეროში და ასევე, რომ ისინი ქრება ხანგრძლივობის შემდეგ. თუმცა, ანტარქტიდის ზემოთ ეს ტალღები ძალიან მდგრადია, როგორც ეს მეცნიერთა პერიოდულ დაკვირვებებში ჩანს. ამ ტალღებს უწოდეს "გრავიტაციული ტალღები", რადგან ისინი ძირითადად წარმოიქმნება დედამიწის ძალით სიმძიმის და მისი ბრუნვა და ისინი 3000 კილომეტრს გადიოდნენ მეზოსფეროს ფენაში. დედამიწის ატმოსფეროს ძირითადი ფენებია ტროპოსფერო, სტრატოსფერო, მეზოსფერო და თერმოსფერო, რომელიც ყველაზე შორს არის. 2016 წლის იმ მომენტში მკვლევარებმა ჯერ კიდევ ვერ შეძლეს ამ ტალღების წარმოშობის გაგება. თუმცა გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს გრავიტაციული ტალღების წარმოშობის დაზუსტებას, რათა გავიგოთ კავშირები დედამიწის ატმოსფეროს სხვადასხვა ფენებს შორის, რაც შემდეგ მოგვაწვდის მნიშვნელოვან ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ როგორ ბრუნავს ჰაერი ჩვენს გარშემო. პლანეტის.
გრავიტაციული ტალღების წარმოშობის მიკვლევა
In კვლევა გამოქვეყნდა გეოფიზიკური კვლევების ჟურნალიმკვლევართა იმავე ჯგუფმა გააერთიანა თავისი რეალურ დროში დაკვირვებები თეორიულ ინფორმაციასა და მოდელებთან, რათა მიეღო ინფორმაცია გრავიტაციული ტალღების შესახებ.1. მათ შესთავაზეს ორი შესაძლო ახსნა ამ "მუდმივი" გრავიტაციული ტალღების სავარაუდო წარმოშობის შესახებ (როგორ და სად წარმოიქმნა ისინი). პირველი წინადადება არის ის, რომ ეს ტალღები წარმოიქმნება მეზოსფეროს ქვემოთ ატმოსფერულ დონეზე, ანუ სტრატოსფეროში (დედამიწის ზედაპირიდან 30 მილი ზემოთ). ქარები, რომლებიც მიედინება მთებზე, უბიძგებს ამ ქვედა დონის გრავიტაციულ ტალღებს, რაც მათ უფრო დიდს ხდის და ტალღები საბოლოოდ ატმოსფეროში მაღლა აწევს. როგორც კი გრავიტაციული ტალღები მიაღწევენ სტრატოსფეროს ბოლოს, ისინი იშლება და აღელვდება, როგორც ოკეანეში ტალღები, რითაც წარმოქმნიან უფრო დიდ ტალღებს ჰორიზონტალური სიგრძით 2000 კილომეტრამდე (მაშინ, როდესაც უფრო მცირე ქვედა ტალღები დგანან 400 მილზე) და ფართოდ ვრცელდება მეზოსფეროში. ფორმირების ამ კონკრეტულ საშუალებას შეიძლება ეწოდოს "მეორადი ტალღის წარმოქმნა". ავტორებმა დააფიქსირეს, რომ მეორადი ტალღები ზამთარში უფრო მდგრად ყალიბდება, ვიდრე სხვა დროს და, შესაბამისად, სავარაუდოა, რომ მოხდეს ორივე ნახევარსფეროს შუა და მაღალ განედებზე. მკვლევარების მიერ შემოთავაზებული მეორე ალტერნატიული შესაძლებლობა არის ის, რომ გრავიტაციული ტალღები წარმოიქმნება მბრუნავი პოლარული მორევიდან. ეს მორევი არის დაბალი წნევის ზონა, რომელიც ბრუნავს და იპყრობს ანტარქტიდის ცას ზამთარში. ქარისა და ამინდის ეს ფორმა ზამთარში ბრუნავს სამხრეთ პოლუსის გარშემო. ასეთ მაღალსიჩქარიან მბრუნავ ქარს შეუძლია შეცვალოს დაბალი დონის გრავიტაციული ტალღები ატმოსფეროში ზევით მოძრაობით ან მეორადი ტალღების წარმოქმნაც კი. ავტორები აცხადებენ, რომ მათი ერთ-ერთი წინადადება გრავიტაციული ტალღების წარმოშობის შესახებ შეიძლება იყოს ზუსტი და კონკრეტული დასკვნა შეიძლება მოითხოვდეს დამატებით კვლევას.
კვლევა ცივ ანტარქტიდაზე
პირველი წინადადების გამოყენებით წარმოშობის გასაგებად, ვადასის მეორადი გრავიტაციული ტალღების თეორია განიხილებოდა მკვლევართა მიერ შემუშავებულ მაღალი გარჩევადობის მოდელთან ერთად და შემდეგ ჩამოყალიბდა თეორია. მკვლევარებმა ჩაატარეს კომპიუტერული მოდელები, სიმულაციები და გამოთვლები. მათ ასევე გამოიყენეს ლიდარის სისტემის ინსტალაციები - ლაზერზე დაფუძნებული გაზომვის მეთოდი - რისთვისაც გადარჩნენ ძლიერი ცივი ქარისა და ანტარქტიდაში ნულამდე ტემპერატურის პირობებში. აშშ-ს ანტარქტიდის პროგრამა და ანტარქტიდის ახალი ზელანდიის პროგრამა აფინანსებდნენ მათ ანტარქტიდაში რვა წლის განმავლობაში. ლიდარის სისტემა ძალიან მძლავრი და გამძლეა და აქვს შესაძლებლობა განსაზღვროს ტემპერატურა და სიმკვრივე ატმოსფეროს სხვადასხვა რეგიონში. მას შეუძლია წარმატებით ჩაიწეროს გრავიტაციული ტალღებით გამოწვეული აშლილობა. ტექნიკა ძალიან სასარგებლოა ატმოსფეროს იმ რეგიონების ჩაწერაში, რომლებიც სხვაგვარად დასაკვირვებლად ყველაზე რთულია. სამხრეთ პოლუსზე ატმოსფერული ტალღების შესწავლა მნიშვნელოვანია კლიმატური და ამინდთან დაკავშირებული მოდელების იმპროვიზაციისთვის, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას როგორც რეალურ დროში ჩაწერისთვის, ასევე კვლევის მიზნებისთვის. გრავიტაციული ტალღების ენერგია და იმპულსიაც კი შეიძლება გაიზომოს მძლავრი ლიდარული სისტემებით.
ეს კვლევა ვარაუდობს, რომ გრავიტაციული ტალღები გავლენას ახდენს ჰაერის გლობალურ მიმოქცევაზე ატმოსფეროში, რაც შემდეგ გავლენას ახდენს ტემპერატურაზე და ქიმიკატების მოძრაობაზე, რომლებიც გავლენას ახდენენ კლიმატის ცვლილებაზე. არსებული კლიმატის მოდელები სრულად არ ითვალისწინებს ამ ტალღების ენერგიას. მნიშვნელოვანია ვისწავლოთ მეტი სტრატოსფეროს შესახებ, რათა გავიგოთ ზემოქმედება ოზონის შრეზე, რომელიც ძირითადად გვხვდება სტრატოსფეროს ქვედა რეგიონში. გრავიტაციული ტალღების მკაფიო გაგება, განსაკუთრებით ის, თუ როგორ წარმოიქმნება მეორადი ტალღები, დაგვეხმარება მიმდინარე გამოთვლითი სიმულაციის მოდელების გაუმჯობესებაში. ავტორები აღიარებენ სხვა პარალელურ თეორიებსაც2 2016 წლიდან, რაც ვარაუდობს, რომ ანტარქტიდაში როსის ყინულის შელფის ვიბრაცია, რომელიც გამოწვეულია ოკეანის ტალღებით, შესაძლოა პასუხისმგებელი იყოს ამ ატმოსფერული ტალღების და ტალღების შექმნაზე. ამჟამინდელმა კვლევამ ხელი შეუწყო გლობალური ატმოსფერული ქცევის მკაფიო სურათის ჩამოყალიბებას, თუმცა ბევრი საიდუმლო ჯერ კიდევ გასათვალისწინებელია. დაკვირვებებისა და კომპიუტერული მოდელირების ერთობლიობამ შეიძლება დაგვეხმაროს კიდევ ბევრი საიდუმლოს ამოხსნაში სამყარო.
***
{შეგიძლიათ წაიკითხოთ ორიგინალური კვლევითი ნაშრომი ციტირებულ წყარო(ებ)ის სიაში ქვემოთ მოცემულ DOI ბმულზე დაწკაპუნებით}
წყარო (ებ) ი
1. Xinzhao C და სხვ. 2018. ლიდარის დაკვირვებები სტრატოსფერული გრავიტაციული ტალღების შესახებ 2011 წლიდან 2015 წლამდე მაკმურდოში (77.84 °S, 166.69 °E), ანტარქტიდა: ნაწილი II. პოტენციური ენერგიის სიმკვრივე, ლოგის ნორმალური განაწილება და სეზონური ვარიაციები. ჟურნალი გეოფიზიკის კვლევის. https://doi.org/10.1029/2017JD027386
2. ოლეგ ა და სხვ. 2016. როსის ყინულის შელფის რეზონანსული ვიბრაციები და მდგრადი ატმოსფერული ტალღების დაკვირვება. ჟურნალი გეოფიზიკური კვლევები: კოსმოსური ფიზიკა.
https://doi.org/10.1002/2016JA023226
***
