潮汐現(xiàn)象在天體系統(tǒng)中普遍存在，當(dāng)一個(gè)天體圍繞另一個(gè)天體運(yùn)動(dòng)時(shí)，潮汐效應(yīng)會(huì)以多種方式影響它們的物理和化學(xué)特性。然而，現(xiàn)有的研究幾乎全部集中在低頻率的潮汐諧波上，對(duì)于高頻潮汐諧波的關(guān)注較為匱乏。尤其在地球大氣層中，是否存在高頻諧波一直存在爭(zhēng)議，主要難點(diǎn)在于如何將這些潮汐信號(hào)與偶發(fā)的區(qū)域重力波加以區(qū)分。隨著“子午工程”多年來的觀測(cè)積累，多經(jīng)度數(shù)據(jù)的聯(lián)合分析成為可能，推動(dòng)了這一領(lǐng)域的重大突破。

中國科學(xué)院國家空間科學(xué)中心太陽活動(dòng)與空間天氣重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室何茂盛研究員團(tuán)隊(duì)通過利用來自中國漠河站和德國科爾姆（Collm）站的流星雷達(dá)數(shù)據(jù)，提取了8年的流星層大氣風(fēng)觀測(cè)結(jié)果，并在此基礎(chǔ)上首次發(fā)現(xiàn)了地球大氣中前六階太陽潮汐諧波（周期分別為24小時(shí)、12小時(shí)、8小時(shí)、6小時(shí)、4.8小時(shí)和4小時(shí)）的顯著存在。通過對(duì)兩個(gè)不同經(jīng)度區(qū)域的多年度觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行聯(lián)合分析，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)這六個(gè)諧波主要與太陽同步的潮汐效應(yīng)密切相關(guān)。這一成果為高階潮汐諧波在地球大氣層中的存在提供了有力的統(tǒng)計(jì)證據(jù)。

值得注意的是，第五階和第六階（即4.8小時(shí)和4小時(shí)周期）潮汐諧波在以往的研究中幾乎未受到關(guān)注，原因在于傳統(tǒng)上大多研究采用不依賴于頻率對(duì)噪聲模型無法準(zhǔn)確捕捉這一高頻信號(hào)。此次研究的成功驗(yàn)證揭示了潮汐效應(yīng)比之前的理解更為復(fù)雜，尤其是在高頻范圍內(nèi)的表現(xiàn)。

這一發(fā)現(xiàn)為深入理解潮汐對(duì)地球氣候變化、天氣模式、行星宜居性、地質(zhì)活動(dòng)以及熱量和物質(zhì)循環(huán)等過程的影響提供了新的視角。高頻潮汐的存在表明，潮汐對(duì)地球大氣和其他天體物理過程的影響可能遠(yuǎn)比目前的模型所預(yù)測(cè)的更加多樣和深遠(yuǎn)。

該研究成果已發(fā)表在期刊Geophysical Research Letters上。

He, M., Forbes, J. M., Jacobi, C., Li, G., Liu, L., Stober, G., & Wang, C. (2024). Observational verification of high-order solar tidal harmonics in the Earth's atmosphere. Geophysical Research Letters, 51(8), e2024GL108439. https://doi.org/10.1029/2024GL108439

圖1? 24、12、8、6、4.8和4小時(shí)交叉譜多年平均的季節(jié)性變化。綠色代表了太陽同步潮汐分量。

（供稿：天氣室）