南极上空是不是破了个洞（南极洲上空俯视图）

七年前，一组研究人员在南极洲上空发现了一些奇怪的东西。也就是巨大而神秘的涟漪在地球大气层中扩散。这些所谓的& ldquo惯性重力波& rdquo是地球引力和旋转力形成的空气振荡。

南极大气中层(50至80公里高)持续出现惯性重力波(每次可达10小时)的原因多年来一直是个谜。

据报道，& ldquo惯性重力波& rdquo(惯性-重力波)& mdash& mdash重力和科里奥利力共同作用引起的大气振荡。

惯性重力波并不罕见，经常出现在地球大气层的不同区域，但通常会在几个小时内消失。然而，南极上空的惯性重力波却惊人地持久。自从几年前首次被发现以来，研究人员可以在每次观察中发现这些波纹。

然而，惯性重力波在南极大气中层(50至80公里高)持续出现(每次可达10小时)的原因，多年来一直是个谜。现在，发现这一现象的研究团队提出了两种可能的解释，并以两篇论文的形式发表在7月25日的《地球物理研究杂志:大气》上。

他们说，一种可能性是这些巨大而持久的波动& mdash& mdash中层跨度长达3000公里& mdash& mdash其实是来自于其下方大气(即距离地球表面8到50公里的平流层)的微小波动。

根据这一理论，南极山脉的向下风为这些低层重力波提供了补充。反过来，这些波浪逐渐增长并向上移动。一旦它们到达平流层和中间层的交界处，就会像海滩上的波浪一样破碎，产生更大的波动。

需要注意的是，引力波与引力波无关，引力波是爱因斯坦相对论预言的时空涟漪，与大气中的空气运动无关。

研究人员说，另一种可能性与极地涡旋有关。极涡是一种只发生在地球两极地区的持续性大尺度气旋，在极夜期间威力最大。在南极的冬天，这个顺时针旋转的低压区占据了大部分天空。这项研究的第一作者、科罗拉多大学博尔德分校航空航天工程科学系和环境联合研究中心的教授楚·赵信(Chu Schmidt)表示，高速旋转的风在向上移动时可能会改变低层重力波，或者自己产生这些波。

他们的研究结合了建模和激光雷达观测。激光雷达可以确定大气不同区域的温度和密度，并揭示这些重力波造成的扰动。研究人员还计算了重力波携带的能量和动量。

楚赵信教授指出，重力波会影响全球大气环流，进而影响大气温度和化学物质的流动。然而，大多数气候模型没有合理地考虑这些重力波携带的能量。例如，南极洲上空平流层和中间层之间大气边界的模拟温度低于观测温度。这个区域叫做& ldquo平流层顶& rdquo平流层顶对于理解人类活动如何影响臭氧层非常重要。如果没有精确的温度模拟，你会& ldquo臭氧趋势无法准确预测。。

& ldquo我们相信，对这些重力波，特别是二次波的产生的了解，可能有助于模型的改进，& rdquo楚赵信教授说。但是，这些只是理论，其他研究者也提出了自己的解释。2016年发表在《地球物理研究杂志:空间物理学》上的一篇论文提出，海洋波浪引起的南极洲罗斯冰架的振动可能可以解释神秘的大气波纹。楚赵信教授说，她不能排除这种可能性。