Resulta que la atmósfera de la Tierra está sonando como una campana

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Resulta que la atmósfera de la Tierra está sonando como una campana

“Nuestra identificación de tantos modos en datos reales muestra que la atmósfera está sonando como una campana …”

Un grupo de investigadores descubrió que la atmósfera de la Tierra suena similar a una campana gigante.

Según los investigadores, la energía que viaja a través de los cielos, generada por variaciones en la presión atmosférica y los tirones gravitacionales de los cuerpos celestes como la Luna y el Sol, crea ondas que resuenan alrededor del planeta de la misma manera que las ondas de sonido dentro de una campana. Aunque las estructuras son diferentes, el principio parece muy similar.

Según lo revelado por los investigadores, las olas atmosféricas no se elevan y se rompen con estridencia como lo hacen sus contrapartes oceánicas. Aún así, son reconocibles si uno sabe dónde mirar: bolsillos móviles de aire compacto, de miles de kilómetros de largo.

Estudios anteriores se habían centrado en espacios localizados y escalas de tiempo limitadas, lo que permitió la detección de estas ondas del cielo de entre 1,000 y 10,000 km de longitud, y con una frecuencia de varias horas.

Pero ahora, los científicos han logrado amplificar drásticamente esta capacidad utilizando la base de datos meteorológicos ERA5, que proporciona estimaciones por hora de muchas variables atmosféricas, terrestres y oceánicas globales en cinco días en tiempo real, además de contener conjuntos de observaciones históricas revisadas.

Utilizando estos datos, los autores de la nueva investigación , Kevin Hamilton ( Universidad de Hawai ) y Takatoshi Sakazaki (Universidad de Kioto) estudiaron estadísticas de presión atmosférica durante 38 años, centrándose particularmente en olas con frecuencias entre 2 y 33 horas y más de 5,000 kilómetros. durante mucho tiempo que transitan por el mundo a velocidades de más de 1,000 kilómetros por hora.

Esto permitió a los científicos observar que cuando las ondas se mueven por el aire a cierta altura y velocidad, resuenan en la atmósfera, creando un fenómeno similar a la forma en que las ondas de sonido reverberan dentro de una campana. El estudio fue publicado en la Revista de Ciencias Atmosféricas .

"¡Consideramos la hermosa imagen vista aquí como un" retrato "del espacio de Fourier de nuestra atmósfera sonando como una campana! Vale la pena señalar que los modos antisimétricos aparecen aún más claramente en esta figura que los modos simétricos, especialmente para los modos de gravedad". Crédito de la imagen: AMS / Hamilton, Sakazaki.
“¡Consideramos la hermosa imagen vista aquí como un“ retrato ”del espacio de Fourier de nuestra atmósfera sonando como una campana! Vale la pena señalar que los modos antisimétricos aparecen aún más claramente en esta figura que los modos simétricos, especialmente para los modos de gravedad “. Crédito de la imagen: AMS / Hamilton, Sakazaki.

Curiosamente, el nuevo estudio presentado por Hamilton y Sakazaki ha confirmado una teoría del siglo XIX. El descubrimiento confirmó la teoría de las oscilaciones globales, propuesta en el trabajo del físico y matemático francés Pierre-Simon Laplace del siglo XIX .

Según los investigadores, las frecuencias y patrones globales que se observaron coinciden muy bien con los que se predijeron teóricamente.

“Es emocionante ver cómo la visión de Laplace y otros físicos pioneros se confirma completamente dos siglos después”, dijo Sakazaki en un comunicado.

El nuevo estudio revela cómo el grupo de investigadores ha identificado la presencia de docenas de modos de onda pronosticados, incluidas las ondas de Rossby, que son de baja frecuencia y se propagan hacia el oeste. Los investigadores también identificaron la presencia de olas Kelvin que se mueven hacia el este.

“Nuestra identificación de tantos modos en datos reales muestra que la atmósfera está sonando como una campana”, dijo Hamilton, coautor del estudio.

“Esto finalmente resuelve un problema antiguo y clásico en la ciencia atmosférica, pero también abre una nueva vía de investigación para comprender tanto los procesos que excitan las olas como los procesos que actúan para amortiguar las olas”.

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