铃声同时以低调的基本音和许多高调的泛音振动,产生悦耳的音乐声。京都大学和夏威夷马诺阿大学的科学家刚刚在《大气科学杂志》上发表的一项最新研究表明,地球的整个大气以类似的方式振动,这是物理学家对最后两个世纪。

就大气而言,“音乐”不是作为我们可以听到的声音出现,而是以大气压波动的形式出现横跨地球并绕着赤道旅行,有的东西从东向西移动,而另一些东西从西向东移动。这些波中的每一个都是全球大气的共振振动,类似于铃铛的共振音高之一。对这些大气共振的基本理解始于19世纪初,这是历史上最伟大的科学家之一,法国物理学家和数学家皮埃尔·西蒙·拉普拉斯(Pierre-Simon Laplace)的开创性见解。物理学家在随后的两个世纪中进行的研究完善了这一理论,并对大气中应存在的波频率进行了详细的预测。但是,在现实世界中对此类波的实际检测已落后于该理论。

京都大学理学研究生院助理教授坂崎贵俊(Takatoshi Sakazaki)和夏威夷毛伊诺大学夏威夷大学大气科学系和国际太平洋研究中心的名誉教授凯文·汉密尔顿(Kevin Hamilton)正在进行一项新的研究,作者对38年中每小时在全球范围内观测到的大气压力进行了详细分析。结果清楚地表明存在数十种预测的波模。

该研究特别关注周期在2小时至33小时之间的波浪,这些波浪在大气中水平传播,并以极高的速度(每小时超过700英里)在全球范围内传播。当这些波传播时,就建立了与之相关的高压和低压特有的“黑板”模式(见图)。