美國學生團隊釋放高空氣球，首證實日食會產生大氣重力波

在美國去年與今年日食期間，美國三所大學學生團隊透過高空氣球儀器檢測，率先證實科學界一項長期預測：日食事件能在地球大氣層引發大氣重力波。

我們可以把天氣現象想成大氣不斷消除各種大氣特性（溫度、濕度、壓力等）梯度的結果，其中「大氣重力波」是當垂直方向的大氣受到擾動，大氣試圖使自身恢復平衡的機制之一，引發大氣重力波的能量來源包括雲層對流、火山、地震、海嘯、風暴等。

注意：大氣重力波（atmospheric gravity wave）與愛因斯坦提出的時空重力波（gravitational wave）雖然聽起來相似，但兩者是完全不同概念，前者指流體偏離平衡狀態時，重力介入穩定而引起，涉及介質密度與壓力波動；後者是一種宇宙現象，指黑洞或中子星碰撞等大規模天文事件引起的時空扭曲，這類型重力波以光速傳播。

和表面波不同，大氣重力波能垂直傳播，向上傳輸動量和動能並抵達電離層（離地 100 公里），通常不會影響大規模天氣模式，但有機會影響較小規模天氣事件。雷達圖像有時會看到它們產生一些特徵性雲圖案。

最近，科學家再證實日食使地球大氣層產生連鎖反應，產生大氣重力波。

2023 年 10 月 14 日美國日環食與 2024 年4 月8 日日全食期間，美國數所大學學生透過高空氣球進行大氣科學實驗，其中普利茅斯州立大學學生 Sarah Brigandi、Sammantha Boulay 自新墨西哥州每 15 分鐘釋放一個高空氣球收集大氣資料，每個氣球皆有儀器測量溫度、濕度、風向、風速。

經過數個月研讀資料，團隊證實科學界一項長期預測，即日食期間月球陰影降低地球大氣層溫度，能因此引發大氣重力波。

這項研究除了增強天氣預報，也能促進我們對大氣動力學的理解。

（首圖來源：NASA）