Aynı ayın denizleri çekerek gelgit dalgaları oluşturması gibi, güneş de atmosferimize bir çekim kuvveti uygulayarak gökyüzünde dalgalar oluşturuyor. İşte yeni yayınlanan bir araştırmada, bu gök dalgalarının bazı türlerinin Dünya çevresinde aynı bir zil gibi çınladığını gösterdi.
Sudaki dalgalar birbirine aktarılan bir enerjiden beslenirler. Bu enerji gökyüzüne doğru hareket ederek gökcisimlerinin birbirine uyguladığı ısı kaynaklı basınç gibi davranarak, dalgaların oluşmasına neden olur.
Bu atmosferik dalgalar, okyanustaki dalgalar gibi çalkalanmasa da, binlerce km uzunluğundaki sıkı paketlenmiş hava paketleri gibi hareket eder.
Daha önceki çalışmalarda, gök dalgalarına dair daha küçük ölçekli taramalar yapılıyordu. Bu taramalar ancak 1,000 ila 10,000 km arası bir bölgede birkaç saatlik frekans dalgasından ibaretti.
ECMWF(Orta Menzilli Hava Tahminleri Avrupa Merkezi-European Centre for Medium-Range Weather Forecasts )’den gelen ERA5 verisi sayesinde saatlik olarak küresel atmosferik, yer ve okyanus iklim değişkenleri 5 gün boyunca taranabiliyor. Ayrıca, bu sistem 1979’dan itibaren kaydedilen tarihi ölçümleri de yeniden analiz edebiliyor.
Kyoto Üniversitesi’nden Takatoshi Sakazaki ve Hawaii Üniversitesi’nden atmosfer bilimci Kevin Hamilton bu verileri analiz ederek, 38 yıllık atmosferik basınç verisi ve 2 saatten 2 güne kadar frekanslarda, 5,000 km’den büyük dalgaboylarını detaylı bir şekilde inceledi.
Araştırmacılar bu ölçekte çalıştıklarında ay ve güneşin atmosferik dalgalarını gözlemleyebilir. İlk olarak ünlü Fransız fizikçi Pierre-Simon Laplace tarafından tahmin edilen bu rastgele uyarılan küresel rezonans modlarını gözlemlemek için araştırmacılar bazı kaideleri değerlendirdi.
Eğer dalgalar havada doğru yükseklik ve hıza ulaşabilirse atmosferle eşlenerek rezonansa girebilir, yani yankı yaratabilir. Bu sayede dalgalar tüm dünya atmosferinde stabil bir titreşim deseni oluşturarak, aynı bir zil gibi çınlar.
Atmosferdeki Dalgalar Rezonans Yaratıyor
İşte araştırmacılar da tüm dünya boyunca gök dalgası setleri(rezonans modları) buldu. Bunlar tüm atmosfer boyunca zil gibi çınlayan ses perdeleri katmanları gibi dağılıyor. Bunlara tropikal bölgeler boyunca dönen çoklu rezonans modları da dahildir.
“Gerçek veriye dayalı rezonans modlarını incelediğimizde,atmosferin gerçekten zil gibi çınladığını söyleyebiliriz,” diyor Hamilton.
Araştırmacılar bazı dalga setlerinin, Rossby dalgaları gibi eylemsizlikten güç alırken bazıları Kelvin dalgaları gibi davrandığını belirledi. Bazıları doğuya doğru giderken,bazıları da batıya doğru 1080 km/s aşan süratlerde gidebiliyor.
Ayrıca araştırmacılar bazı rezonans dalgalarında Doppler kaymasından dolayı gözlenen ve tahmin edilen frekanslarda farklar olduğunu tespit etti. Eğer bir dalga diğerine çok yakın yolculuk ediyorsa frekansı yükseltebiliyor. Bu dalgalar genelde doğuya doğru gidiyor.
İşte bu yeni bulgular hesaba katılırsa, daha doğru atmosferik modeller oluşturularak daha iyi hava tahminleri yapılabilecek. Laplace gibi fizikçilerin henüz yeni keşfedilmiş bu rezonans modlarını iki yüzyıl önceden tahmin etmesi gerçekten inanılmaz.
Bu araştırma Journal of Atmospheric Sciences dergisinde yayınlandı.
Referans: “An Array of Ringing Global Free Modes Discovered in Tropical Surface Pressure Data” by Takatoshi Sakazaki and Kevin Hamilton, 30 June 2020, Journal of the Atmospheric Sciences.
DOI: 10.1175/JAS-D-20-0053.1
