وتوصل العلماء إلى استنتاجات تؤكد أن الغلاف الجوي لكوكب الأرض يهتز بأكمله مثل جرس عملاق، مع موجات رنينية واسعة النطاق تنتقل في كلا الاتجاهين حول العالم.
وبحسب الدراسة المنشورة في مجلة "ametsoc" العلمية المتخصصة، فقد تم تحديد أساسيات الرنين الجوي لأول مرة في أوائل القرن التاسع عشر من قبل العالم الفرنسي وعالم الرياضيات بيير سيمون لابلاس.
وقال عالم الغلاف الجوي كيفين هاميلتون إن "أبحاث لابلاس أظهرت أنه بسبب مضاعفات ديناميكيات الغلاف الجوي، يجب أن تكون هناك مجموعة من حركات الموجة مع محتوى الطاقة المحبوسة في الوضع الرأسي، أي أن هذه الطاقة محاصرة على سطح الأرض".
ويضيف العالم: "توقع لابلاس أن تكون الخواص الأفقية لهذه الموجات متشابهة مع المحيطات العميقة المنتظمة التي تغطي الأرض بأكملها" وطبيعة هذا الهيكل الأفقي تحكمه معادلة المد والجزر.
وتمكن الباحثون من التعرف بسهولة على الموجات القسرية المرتبطة بدوران الأرض وعملية المد والجزر الحراري في الغلاف الجوي، والتي تنبأ بها أيضا العالم لابلاس.
في دراستهم الجديدة، استخدم هاميلتون وزميله تاكاتوشي ساكازاكي، الفيزيائي من جامعة كيوتو اليابانية، بيانات إعادة التحليل من المركز الأوروبي للتنبؤات الجوية متوسطة المدى لفحص الضغط الجوي في جميع أنحاء العالم على مدار الساعة من عام 1979 إلى 2016.
ودرس الفريق الأنماط العادية من الموجات المتوقعة والتي عادة تأخذ ما بين ساعتين إلى 33 ساعة لتسير أفقيا حول كوكب الأرض بسرعة تتجاوز 1100 كيلومترا في الساعة.
ووجد الفريق أن انتشار هذه الموجات يؤدي إلى نمط من الضغط العالي والمنخفض منتشر في غلاف كوكب الأرض على غرار رقعة الشطرنج، ما يسبب حركة رنين تشبه "جرسا عملاقا".
وأكد العالم هاميلتون على أن تحديد العديد من هذه الظواهر الجوية والأنماط في بيانات حقيقية "يُظهر أن الغلاف الجوي يرن بالفعل مثل الجرس".
وأضاف العالم: "هذا يحل أخيرا قضية قديمة وكلاسيكية في علم الغلاف الجوي، لكنه يفتح أيضا سبيلا جديدا للبحث لفهم كل العمليات التي تثير الأمواج في الغلاف الجوي".
وفقًا لهاميلتون، قد تتضمن النتائج المحتملة للموجات الرنانة تأثيرا عالميا على حرارة الغلاف الجوي وعلى أطياف الطاقة المضطربة به".
وأعطى العالم مثالا حول النتائج: "تخيل حوض استحمام مليء بالماء، خذ مجداف وحرك بقوة لبضع ثوان، انتظر دقيقة وانظر كيف يتطور التدفق، سترى حركات صغيرة الحجم نتيجة للتفاعلات المضطربة، لكنك ستلاحظ أيضا انزلاقا أكثر تنظيما على حواف البانيو هذا مثال على ترددات الرنين الطبيعية".