Rotating Flow and The Rossby Number
也许你已经看到了这个消息:加勒比海正在发出一种可以从太空中听到的超自然声音。那么为什么你不能听到这种噪音,从你离加勒比海的位置比在轨道上的卫星更近?你听力不够吗?它是否被你居住或附近的任何城市景观的白噪声淹没了?
事实是,像许多其他科学故事一样,罗斯比哨声的故事远非直截了当。看,加勒比海并没有真正发出噪音,因为噪音通常是指可以听到的波长的振动。海洋在振动,但频率比听觉范围低几个八度。振动被地球轨道上的卫星测量为重力能量。并且说它们可以从太空中听到它们只是比喻而已。这类似于说我们可以“听到”距离13亿光年的黑洞碰撞;它与仪器的灵敏度有关,而不是信号的大小。
但这并不意味着加勒比地区发生的事情并非极其独特和酷炫;科学家以前从未见过这样的东西。利物浦大学的研究人员于本周公布了这项研究结果 地球物理研究快报 。这就是正在发生的事情:有一种特殊的波浪叫做罗斯比波,穿过地球的海洋。它与常规海浪的特征不同,如果没有特殊的仪器,你就无法观察它。罗斯比波浪的波浪高度很短(通常在几英寸到几英尺之间),并且持续很长一段时间 - 需要一个穿越加勒比地区120天的波浪只能循环一次。
这是奇怪的部分:当罗斯比击中加勒比盆地时 - 它消失了,只是重新出现在盆地的另一边。想象一下,如果常规的海浪突然停止并且水变得平坦,但是,再过一段时间,又有波浪,就像海浪从未停止过一样。这基本上就是这样,这是一个奇怪的现象,科学家称之为“罗斯比虫洞”。
事实是,波浪能量不会消失,它在表面上暂时不可见。相反,能量在盆地深处传递,在那里它与海底相互作用,形成与底部压力变化相关的压缩波。正是这种相互作用产生了在空间中感知的脉冲振动。卫星正在测量引力能量的节奏变化,这与波浪穿过时盆地的变化质量有关。
这是声音类比的另一个原因:盆地和冲过它的水之间的相互作用具有与哨子相同的物理动力。想象一下,你的呼吸是罗斯比波浪,而加勒比海盆地则是哨子。流体在腔体中翻滚,结果释放出振动。在这种情况下,你的耳朵是卫星,感知发出的能量波。
您可以听到振动频率在20到20,000周/秒(赫兹)之间的声音。这个Rossby振动每120次循环一次 天 。这大约是0.000000096赫兹。所以这听起来并不是真的,但是如果你以数字方式加速它,就像多次将你的声音转换成花栗鼠的声音一样,你可以听到它。