03 · 自然

微气压波——海洋的声音

地球从不沉默。它最持续不断的声音,诞生于相互碰撞的海浪。

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如果你在地球上任何地方打开一台次声接收机,它几乎总会听到一种约 0.2 赫兹的稳定嗡鸣——周期约为 5 秒。这就是微气压波:由海洋自身产生的、连续不断的"行星背景噪声"。

波浪如何产生声音

当两组波浪相向而行——例如在风暴中心,或在涌浪从海岸反射回来的地方——它们会叠加成驻波。这样的波并不是把水体上下推动,而是有节奏地"摇晃"压力,这种振荡向上进入大气、向下进入海床。在大气中它成为微气压波;在大地中,则是与之相关的微震。这一机制的理论,早在 1950 年就由迈克尔·朗格-希金斯(Michael Longuet-Higgins)建立。1

微气压波的频率,恰好是产生它们的海浪频率的一半

现代研究进一步厘清了海面究竟如何辐射这些波,以及它们的强度如何取决于北大西洋和南大洋的风暴。2 第一个完整的全球模型——能够从海浪图重现整个地球上的这种嗡鸣——由 Ardhuin 的团队建立。4 海浪在有限水深下产生微气压波的理论(De Carlo、Ardhuin 与 Le Pichon,2020)进一步改进了我们对"海洋之声"的建模。5 微气压波的季节性模式,实际上勾勒出了一张地球风暴活动的地图。

有趣的事实
这对 HERD 为何重要

微气压波是我们必须在其中搜寻"有用"事件的主要恒定背景。了解它们的频率和季节性,有助于我们把海洋的噪声调出去,避免把一场风暴误认为是真正的警报。

本文参考来源

这些来源属于HERD 完整资料库——272 个核实来源,支持按含义搜索和主题筛选。

  1. 同行评审历史 Longuet-Higgins M.S. (1950). A theory of the origin of microseisms. Phil. Trans. R. Soc. A 243. royalsocietypublishing.org
  2. 同行评审 Waxler R., Gilbert K.E. (2006). The radiation of atmospheric microbaroms by ocean waves. JASA 119(5). pubs.aip.org
  3. 机构 CTBTO. Infrasound monitoring (IMS). ctbto.org
  4. 同行评审 Ardhuin F., Stutzmann E., Schimmel M., Mangeney A. (2011). Ocean wave sources of seismic noise. J. Geophys. Res. Oceans 116. doi.org
  5. 同行评审 De Carlo M., Ardhuin F., Le Pichon A. (2020). Atmospheric infrasound generation by ocean waves in finite depth. Geophys. J. Int. 221. doi.org
  6. 同行评审 Hetzer C.H., Gilbert K.E., Waxler R., Talmadge C.L. (2008). Infrasound from hurricanes: dependence on the ocean surface wave field. GRL 35. doi.org
  7. 历史 Posmentier E.S. (1967). A Theory of Microbaroms. Geophysical Journal of the Royal Astronomical Society 13(5). doi.org
  8. 同行评审 Donn W.L., Naini B. (1973). Sea wave origin of microbaroms and microseisms. Journal of Geophysical Research 78(21). doi.org
  9. 同行评审 Landes M., Ceranna L., Le Pichon A., Matoza R.S. (2012). Localization of microbarom sources using the IMS infrasound network. Journal of Geophysical Research: Atmospheres 117(D6). doi.org
  10. 同行评审 Smets P.S.M., Evers L.G. (2014). The life cycle of a sudden stratospheric warming from infrasonic ambient noise observations. Journal of Geophysical Research: Atmospheres 119(21). doi.org
  11. 同行评审 De Carlo M., Le Pichon A., Ardhuin F. (2021). Global Microbarom Patterns: A First Confirmation of the Theory for Source and Propagation. Geophysical Research Letters 48(3). doi.org
  12. 同行评审 Vorobeva E. et al. (2021). Benchmarking microbarom radiation and propagation model against infrasound recordings: a vespagram-based approach. Annales Geophysicae 39(3). doi.org
  13. 同行评审 Bowman J.R., Baker G.E., Bahavar M. (2005). Ambient infrasound noise. Geophysical Research Letters 32(9). doi.org
另见
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如何引用 · 复制
HERD (2026). 微气压波——海洋的声音. HERD — 次声波资料库. https://theherd.network/infrasound/zh/microbaroms