Un patrón de tablero de ajedrez de áreas de presión baja (azul) y alta (roja) que se mueven hacia el este a través del tiempo, generado por sólo dos de las vibraciones de la atmósfera global (períodos =32,4 horas y 9,4 horas). Crédito:Sakazaki y Hamilton (2020)
Una campana que suena vibra simultáneamente en un tono fundamental de tono bajo y en muchos armónicos de tono más alto, produciendo un sonido musical agradable. Un estudio reciente, recién publicado en el Revista de Ciencias Atmosféricas por científicos de la Universidad de Kioto y la Universidad de Hawai'i en Mānoa, muestra que toda la atmósfera de la Tierra vibra de manera análoga, en una sorprendente confirmación de las teorías desarrolladas por los físicos durante los dos últimos siglos.
En el caso de la atmósfera, la "música" no viene como un sonido que pudiéramos escuchar, pero en forma de ondas de presión atmosférica a gran escala que se extienden por todo el mundo y viajan alrededor del ecuador, algunos se mueven de este a oeste y otros de oeste a este. Cada una de estas ondas es una vibración resonante de la atmósfera global, análogo a uno de los tonos resonantes de una campana. La comprensión básica de estas resonancias atmosféricas comenzó con conocimientos fundamentales a principios del siglo XIX por uno de los más grandes científicos de la historia, el físico y matemático francés Pierre-Simon Laplace. La investigación realizada por físicos durante los dos siglos siguientes refinó la teoría y condujo a predicciones detalladas de las frecuencias de onda que deberían estar presentes en la atmósfera. Sin embargo, la detección real de tales ondas en el mundo real se ha quedado atrás de la teoría.
Ahora, en un nuevo estudio de Takatoshi Sakazaki, profesor asistente en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Kioto, y Kevin Hamilton, un profesor emérito en el Departamento de Ciencias Atmosféricas y el Centro Internacional de Investigación del Pacífico en la Universidad de Hawai? i en Mānoa, los autores presentan un análisis detallado de la presión atmosférica observada en el mundo cada hora durante 38 años. Los resultados revelaron claramente la presencia de docenas de modos de onda predichos.
El estudio se centró particularmente en olas con períodos entre 2 horas y 33 horas que viajan horizontalmente a través de la atmósfera. moviéndose alrededor del mundo a grandes velocidades (más de 700 millas por hora). Esto establece un patrón característico de "tablero de damas" de alta y baja presión asociado con estas ondas a medida que se propagan (ver figura).
Patrones de presión para 4 de los modos a medida que se propagan por todo el mundo. Crédito:Sakazaki y Hamilton (2020)
"Para estos modos de onda que se mueven rápidamente, Nuestras frecuencias observadas y patrones globales coinciden muy bien con los predichos teóricamente, ", declaró el autor principal Sakazaki." Es emocionante ver la visión de Laplace y otros físicos pioneros tan completamente validada después de dos siglos ".
Pero este descubrimiento no significa que su trabajo esté hecho.
"Nuestra identificación de tantos modos en datos reales muestra que la atmósfera de hecho está sonando como una campana, ", comentó el coautor Hamilton." Esto finalmente resuelve un problema clásico y de larga data en la ciencia atmosférica, pero también abre una nueva vía de investigación para comprender tanto los procesos que excitan las olas como los procesos que actúan para amortiguar las olas ".
¡Así que deja que suene la música atmosférica!
