Influence of the Earth's atmosphere rotation on the spectrum of acoustic-gravity waves
Cheremnykh等人最近的一篇论文（《空间研究进展》，2022年）表明，考虑到地球大气的旋转，导致在声学诊断图上出现了一个新的具有连续频谱的消逝波区域--重力波。该区域位于重力波的下限以下，在所有波长下都等于$2Ω$，其中$Ω$是大气旋转的角频率。这一结果是在大气的高纬度地区得到的，在那里我们可以限制自己只考虑地球自转频率的垂直分量。在拟议的文件中，我们表明，考虑到这两个组件的矢量的大气旋转频率$\overrightarrowΩ$ -水平，$Ω\cosφ$，和垂直，$Ω\sinφ$，其中$φ$是地球的纬度，在声-重力波传播中起主导作用的垂直分量。结果表明，水平分量对声波和重力波区域边界诊断图的影响不大，可以忽略不计。还表明，最强的垂直分量的频率影响的下限的重力波，这取决于在所有波长上的纬度的观测站点，等于$2Ω\sinφ$。
2022-02-01 physics.ao-ph
Specific evanescent acoustic-gravity modes in isothermal atmosphere
我们证明了在等温大气中存在一族四种特定的倏逝波样式。这些模式是流体动力学方程的线性系统的解，相对于扰动量-水平和垂直分量的速度，密度和温度，只要其中之一等于零。这样的条件排除了自由传播，并导致特定的倏逝模式，即兰姆波，非传播的Brunt-Väisälä振荡，非发散（f模式）和非弹性（$γ$模式）。在此基础上，这些指示模式形成了等温大气中的消逝模式族。还包括和分析了倏逝模的偏振关系。在太阳和地球大气层的观测识别这些模式的可能性被认为是。
2021-11-16 physics.ao-ph
Two-frequency approach to the theory of atmospheric acoustic-gravity waves
本文用振荡理论的方法分析了声重力波在层结等温大气中的传播。结果表明，大气中的AGW可以看作是一个发生在两个本征频率的振荡过程。这种考虑使得解释AGW的一些观察到的特性成为可能。扰动水动力速度随时间和频谱特性的解决方案，获得了一个真正的，但不是复杂的，变量。
2019-08-21 physics.ao-ph
Waves in the gas centrifuge: asymptotic theory and similarities with the atmosphere
我们研究分层的气体在一个快速旋转的离心机作为地球大气的模型。基于微扰理论的方法，它表明，在某些制度下，在气体离心机内波有相同的色散关系的领导阶作为他们的大气兄弟。假设一个半径约为50 cm的充气离心机，现实大气类波的最佳旋转频率约为每分钟10 000转。在恒压下使用较低热容的气体，如氙气，旋转频率甚至可以减半，以获得相同的结果。类似于大气，在气体离心机中产生声波和内波之间的波频率以及因此的相速度的清晰尺度分离是可行的。除了离心力之外，科里奥利力作用在同一平面内。然而，它对轴向均匀内波的影响只表现为高阶修正。我们的结论是，气体离心机提供了一个前所未有的机会，研究大气内波实验与可压缩工作流体。
2021-09-14 physics.ao-ph physics.flu-dyn
A Westervelt equation for acoustic wave propagation through weakly stratified, arbitrary Mach number atmospheres
针对任意马赫数弱分层大气中的次声非线性传播问题，本文推导了一个 Westervelt 方程，以支持低保真数值方法开发并替代高成本 DNS。
2024-01-24 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Parametrisation of the wave-zonal flow interactions taking into account the full Coriolis acceleration. The necessity of going beyond the traditional approximation in the sub-inertial regime and in weakly stratified regions
Université Paris-Saclay, Université Paris Cité, CEA, CNRS, AIM（巴黎萨克雷大学，巴黎西岱大学，法国原子能和替代能源委员会，法国国家科学研究中心，天体物理学与分子星际介质实验室）
本文提出了一种考虑完整科里奥利加速度的非传统参数化方法，用于改进波-锋流相互作用模型，特别是在次惯性域和弱层化区域中
2025-10-23 astro-ph.EP astro-ph.SR physics.ao-ph
Identification of acoustic gravity waves from satellite measurements
提出了一种利用卫星观测资料识别大气中线性声重力波类型的方法。结果表明，波动参数（速度，密度，温度和压力）的波动自由传播的波，以及倏逝波样式之间的偏振关系，显着不同，这使得它有可能识别不同类型的大气波动的实验数据。提出了一种诊断图，在该图的帮助下，从观测参数的相移中，可以确定波的类型以及其相对于垂直方向的运动方向。利用速度波动和大气热力学参数之间的相移，不仅可以确定波的类型，而且可以确定其光谱特征。对所提出的用于识别低轨道卫星动力学探索者2号测量中的极波扰动的方法进行了验证。验证结果表明，热层中AGW的偏振关系主要对应于自下而上自由传播的声-重力波的重力分支。这一结论与其它地面和卫星AGW观测结果一致。在所考虑的轨道上没有观察到倏逝波。
2021-06-30 physics.ao-ph
Noise generation in the solid Earth, oceans, and atmosphere, from non-linear interacting surface gravity waves in finite depth
海洋压力测量，即使在非常深的水中，以及来自地球上任何地方的大气压力或地震记录，都包含主要周期在3秒和10秒之间的噪声，据信这些噪声是由海洋表面重力波激发的。这种噪声的大部分由非线性波-波相互作用机制来解释，并采取表面重力波、声波或地震波的形式。以前的理论工作地震噪声集中在表面（瑞利）波，并没有考虑有限深度的影响，产生波运动学。这些有限深度的影响在这里介绍，这需要考虑的直接波在海底引起的压力，以前被忽视的背景下的地震噪声的贡献。这种贡献可以导致地震噪声源的显著减少，这对于大于10 s的噪声周期特别相关。该理论适用于大气中的声波，扩展了以前仅限于垂直传播的理论。最后，将噪声产生理论推广到瑞利波以外，首次给出了地震体波源的定量表达式。在慢相速度的海浪强迫的限制，得到已知的和验证良好的重力波的结果，这是以前推导出的不可压缩的海洋。声学、声重力和地震模式的噪声源由零波数附近相同波致压力场的特定模式放大给出。
2012-10-29 physics.ao-ph
Nonlinear acoustics and shock dynamics in isentropic atmospheres
本研究利用等熵分层大气中的精确简单波解，通过常微分方程描述波与激波演化，区分反射波与激波，并在中等马赫数下验证解析近似的准确性，同时揭示亚音速脉冲无法在不增熵的情况下解除质量束缚。
2023-12-23 astro-ph.HE physics.ao-ph physics.flu-dyn
Propagation of acoustic-gravity waves in non-uniform wind flows of the polar atmosphere
针对极地大气中声重力波与风场的关联，本文建立考虑空间非均匀风场的流体动力学方程，通过变量代换分离背景参数与惯性力效应，推导出振幅随风速和传播方向变化的解析关系，并与卫星观测吻合。
2023-11-08 physics.ao-ph
Effect of a Fine-Scale Layered Structure of the Atmosphere on Infrasound Signals from Fragmenting Meteoroids
本文采用PPE方法模拟35–100 km高度点源的宽带次声传播，揭示大气精细尺度层状结构如何造成多次到达、信号延长及声影区弱到达。
2025-10-04 astro-ph.EP physics.ao-ph physics.geo-ph
Spectral Properties of Acoustic Gravity Wave Turbulence
采用二维非线性流体模拟方法研究了声重力波之间的非线性湍流相互作用。声重力波由速度扰动和密度扰动组成，在地球大气中沿垂直方向穿过密度梯度传播。我们发现，耦合的两个组件模型显示出沿垂直方向的大规模速度势流的产生，而密度扰动松弛向各向同性的随机分布。与系统相关的特征湍流谱具有Kolmogorov特征，并倾向于向$k^{-5/3}$谱松弛，其中$k$是典型的波数。与速度势相关的交叉场扩散线性增长，并在非线性阶段饱和。
2008-03-22 physics.ao-ph physics.comp-ph
Analyzing propagation of low-frequency dissipative oscillations in the upper atmosphere
在水平均匀等温大气近似下，考虑介质的导热系数和粘性，导出了描述线性扰动的六阶常微分方程。波问题可以通过仅在非粘性热传导等温大气近似下用广义超几何函数表示解来解析求解。该解析解可用于定性分析声波和重力内波在实际大气中的传播：a）根据衰减程度，从而根据它们在观测和高层大气一般动力学中出现的能力，对不同频率和水平尺度的波进行分类; b）描述在具有主导耗散的高度区域中传播的扰动的幅度和相位特性的变化; c）分析准经典波动描述对具有指数增长耗散的介质的适用性。在本文中，我们还提出了波和准经典的方法来推导波导解决方案（耗散的重力内波（IGWs）的范围内）考虑波泄漏到高层大气。我们提出了一个定性的计划，正式连接波泄漏的解决方案，在上层耗散大气中的波的解决方案。研究了高层大气中波导泄漏效应产生的耗散扰动的空间和频率特性，结果表明，耗散扰动的空间和频率特性与中尺度电离层行波扰动（TID）的观测特性吻合较好。
2013-07-29 physics.ao-ph
Infrasonic, acoustic and seismic waves produced by the Axion Quark Nuggets
我们主张通过分析伴随着轴子夸克块（Axion Quark Nuggets，AQN）在大气层和地下的次声波、声波和地震波来探测撞击地球的轴子夸克块。我们的估计次声频率$ν\simeq 5$ ~Hz和超压$δp\sim 0.3 ~$ Pa相对较大的尺寸暗物质（DM）的金块表明，目前可用的仪器的灵敏度已经足以检测非常强烈的（但非常罕见）的事件，今天与现有的技术。研究更频繁但强度较低的事件需要一种新型仪器。我们提出了一个系统的研究，以寻找这种相对较弱和频繁的事件，通过使用分布式声传感的检测策略，并简要地提到其他可能的检测方法。
2020-10-11 astro-ph.CO astro-ph.EP hep-ph
Waves in vertically inhomogeneous dissipative atmosphere
本文提出了一种考虑大气耗散的波源上方声重力波（AGW）解的构造方法（源上方耗散解，DSAS）。该方法是将三个部分的大气解结合起来：上部等温部分的解析解、中部真实非等温耗散大气的数值解和下部真实非等温小耗散大气的数值解。本文对具有导热系数但无粘性的大气进行了计算。对于重力波，文中给出了等温大气的试验计算结果和实际非等温大气的计算结果。一个算法和适当的代码来计算DSAS，考虑耗散由于有限的导热系数在整个大气中，开发。文中给出了对处处等温大气的试验DSAS计算结果。文中还给出了实际非等温大气中DSAS的计算结果。本文提出了一种充分考虑耗散并能发现大气中某些AGW源扰动的2 × 2格林矩阵的构造方法。
2015-12-27 astro-ph.EP physics.ao-ph
Anomalous transparency of water-air interface for low-frequency sound
由于水-空气界面的质量密度差很大，因此声在水-空气界面的传播通常很弱。在这里，我们表明，界面的透明度在低频率下显着增加。与直觉相反，几乎所有由水下足够浅的声源发射的声能都被预测辐射到大气中。从物理上讲，在较低频率下透明度的增加是由于不均匀波的作用越来越大，以及水下直接波和表面反射波的相消干涉。异常透明现象对水-气界面上的声通信、环境噪声的产生和水下爆炸的探测具有重要意义。
2006-09-04 physics.ao-ph physics.gen-ph
Impact of geometry on 1D molecular-kinetics simulations of acoustic-gravity wave propagation into the exosphere
Howard University（霍华德大学）；Hampton University（汉普顿大学）；Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；University of Virginia（弗吉尼亚大学）
研究发现，径向几何结构能减少声学重力波传播时的加热效应，相较于笛卡尔模型，DSMC模拟显示曲率效应在热层加热和大气逃逸估算中至关重要。
2025-12-11 astro-ph.EP physics.ao-ph
