大气，对我们人类来讲是既熟悉又陌生的一种东西。说他熟悉，因为他在我们身边无处不在，我们人类的生存与发展一刻也离不开它。说他陌生，是因为大气中有很多很多我们看不到也摸不着的东西，但是却时刻影响着我们地球的运行以及我们的生活。今天，我们就来聊一聊大气中的重力波。

简单来说，重力波其实是一种传播在稳定结构大气中的振荡运动，受空气重力和热压力共同作用产生回复力。重力波在全球气象学、气候学和中间层和平流层动力学中扮演重要角色，它也是中高层大气最重要的动力学过程之一。

我们肉眼能观察到的重力波的存在，最为明显的就是那些像山峰一样的漂亮云彩。稳定存在的云层中，一股上升的气流突然进入会引起一阵扰动，然而由于重力的存在，重力会作为回复力去平衡这种扰动，由此，就会形成在垂直方向上的波动，也就是重力波。波动改变了云层的动态曲线，从而诞生了这一印有重力波摆动足迹的云层画卷。这种波动通常会在遇到上升气流或者是雷暴天气中形成，这也解释了为什么层峦叠嶂总能出现在重力波云层的映衬下。

大气中的重力波是怎么产生的呢？其产生的规律又是怎么样的？重力波通常存在于气体的分界面（即密度的跃变面）上，以表面波形式出现：沿表面传播而沿与表面垂直的方向衰减（所谓不均匀波）。透入表面的深度不超过一个波长，由于这一深度依赖于波长，便导致波的频散。但在流体深度h远小于波长的“长波”极限情况下，波压在整个截面上近似为均匀的，波就是“非频散”的了。

大气重力波的一个重要特性是：能流方向一般说来并不沿着波矢方向，其相速度（小于声速）向下，而群速度向上。这种波大抵是在地面附近由于风的作用被激发，例如风遇到山等障碍物时所产生的“背风波”。其能流向上传递直达电离层。由于密度随高度减小，根据能流的连续性，波的振幅势必随高度增加。在60千米以上的高空，风的剖面几乎完全由这种大振幅、长周期的波动所支配；在低层大气中，内重力波虽然也存在，但振幅太小，因而无法接受到。

其实，重力波不仅仅存在于大气当中，更广泛地存在于宇宙里面。爱因斯坦在广义相对论中提出重力波理论，科学家一直希望解开这个谜团。据称美国亚利桑那州立大学在2016年收到可靠证据，称美国激光干扰重力波观测站(LIGO)已成功侦测到宇宙中的重力波。

爱因斯坦在广义相对论提出，物质在时空中运动时，附近曲率会随之改变；如果大质量物体运动，例如两个黑洞碰撞，所产生的曲率变化会像波一样向外传播，导致时空压缩、伸展，此现象为重力波。

LIGO在首都华盛顿及路易斯安那州各装设一块巨型镜片，再发射激光，让光束在两块镜片之间往来穿梭，再侦测光束内的电讯干扰，推断其是否属于重力波。研究指出，即使重力波存在，其能量亦非常微小，传到地球时已几乎消失，加上电讯干扰来源众多，要在当中找出重力波的踪影，如大海捞针。

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