Подобно тому, как Луна влияет на океаны нашей планеты, способствуя приливам и отливам, она также притягивает нашу атмосферу, создавая волны в небесах.

Новое исследование демонстрирует, как некоторые типы «небесных волн» резонируют вокруг Земли, что очень похоже на то, как звуковые волны резонируют внутри колокола.

В воде волны возникают при прохождении энергии. Энергия, движущаяся по нашему небу — от таких вещей, как тепловое давление и гравитационное притяжение небесных тел.

Предыдущие исследования были сосредоточены на локализованных пространствах и ограниченных временных масштабах, что позволило обнаруживать волны шириной от 1000 до 10000 км с частотой волн несколько часов. Но недавно появившиеся данные открыли гораздо более широкое глобальное представление.

Набор данных ERA5, выпущенный Европейским центром среднесрочных прогнозов погоды (ECMWF), предоставляет ежечасные оценки многих глобальных климатических переменных атмосферы, суши и океана в течение реального времени. Данные также содержат массу повторно проанализированных исторических наблюдений этих измерений, вплоть до 1979 года.

Это позволило Такатоши Сакадзаки из Киотского университета и Кевину Гамильтону из Гавайского университета исследовать данные об атмосферном давлении за 38 лет, включая небесные волны с частотами от 2 часов до 2 дней и длинами волн более 5000 км.

В этом масштабе исследователи смогли обнаружить: «случайно возбужденные резонансные моды глобального масштаба», впервые предсказанные в 19 веке известным французским физиком Пьером-Симоном Лапласом.

Если волны движутся по воздуху на нужной высоте и скорости, они могут гармонировать с атмосферой, создавая резонанс. Это позволяет волнам формировать модель, достаточно устойчивую, чтобы вибрировать по всей глобальной атмосфере, подобно звуковым волнам, от колокола.

И действительно, исследователи обнаружили наборы этих резонирующих небесных волн (резонансных мод), которые охватывали весь земной шар, внося тональные слои в колоколообразные звуки атмосферы.

«Наша идентификация очень многих мод в реальных данных показывает, что атмосфера действительно звонит как колокол», — сказал Гамильтон.