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圣彼得堡大学的物理学家研究了行星波,发现它们可以在平流层中产生扰动,导致北极和中纬度地区出现极端变暖和变冷。全球大气环流的数值模拟是由圣彼得堡大学臭氧层和高层大气研究实验室的研究人员进行的。他们的论文发表在《大气化学与物理》杂志上。
行星波是地球大气层流体动力学参数(即压力、密度、温度和风)的大规模变化。这种现象与地球的海洋潮汐类似,海水水位在一天内波动,相差可达数米。类似的“潮汐”也存在于大气中,但人眼看不到,而且不仅会在一天的时间内发生,而且会在长达 30 天的时间内发生。
行星波在低层大气中产生并传播到其最上层。当行星波从对流层中的源传播时,由于大气密度的降低,行星波的振幅会增加。在大气的上层,波是主要的运动形式,导致能量和动量的转移。
此外,行星波是经向环流的主要驱动力,在赤道和两极之间输送气团。由于其全球性,经向环流被认为是影响气溶胶、大气气体输送以及大气成分的最重要机制。
圣彼得堡大学的物理学家表示,经向环流的变化会影响臭氧层的行为。近年来,由于全球臭氧消耗,臭氧层的状况越来越受到人们的关注。值得注意的是,臭氧层充当地球生命的“卫士”,保护地球免受太阳有害的紫外线辐射,从而影响整个气候和生物圈。
研究人员开发了一个名为“太空天气:环境影响评估”的在线课程。该课程教授更多关于太阳和太阳活动、地球大气层及其中发生的过程以及高能粒子和电磁辐射对地球大气层和臭氧层过程的影响。
此前,研究人员透露,强大的磁暴可以每天破坏极地中间层约75公里高度的臭氧层25%。
圣彼得堡大学的物理学家研究了周期为3至16天的各种行星波对大气环流的影响。此外,他们还研究了 16 天的行星波的贡献,这种行星波在大气中经常被观测到,特别是在北半球的冬季加剧。此前,此类波是利用卫星和雷达观测数据进行研究的。然而,到目前为止,还没有人估计过这 16 天的波浪对地球风速和温度变化的影响。
“此类工作需要进行大量数值实验和大气环流建模。我们进行了此类实验,结果表明,平均一个月内一次 16 天的行星波的影响就可以使环流(风)的速度改变多达5%。这似乎是一个很小的百分比,但我们正在谈论一个全球性的、持续的过程,它对气候条件(包括地球表面温度)产生重大影响。”圣彼得堡大学物理和数学博士。