Una campana che suona vibra simultaneamente su un tono fondamentale grave e su molti armonici più acuti, producendo un piacevole suono musicale. Uno studio recente, appena pubblicato su Journal of the Atmospheric Sciences dagli scienziati dell'Università di Kyoto e dell'Università delle Hawaii a Mānoa, mostra che l'intera atmosfera terrestre vibra in modo analogo, in una sorprendente conferma delle teorie sviluppate dai fisici negli ultimi due secoli.

Nel caso dell'atmosfera, la "musica" non viene come un suono che potremmo sentire, ma sotto forma di onde di pressione atmosferica su larga scala che attraversano il globo e viaggiano intorno all'equatore, alcuni si spostano da est a ovest e altri da ovest a est. Ognuna di queste onde è una vibrazione risonante dell'atmosfera globale, analogo a uno dei toni risonanti di una campana. La comprensione di base di queste risonanze atmosferiche è iniziata con le intuizioni seminali all'inizio del XIX secolo da parte di uno dei più grandi scienziati della storia, il fisico e matematico francese Pierre-Simon Laplace. La ricerca dei fisici nei due secoli successivi ha affinato la teoria e ha portato a previsioni dettagliate delle frequenze delle onde che dovrebbero essere presenti nell'atmosfera. Però, l'effettiva rilevazione di tali onde nel mondo reale è rimasta indietro rispetto alla teoria.

Ora in un nuovo studio di Takatoshi Sakazaki, un assistente professore presso la Graduate School of Science dell'Università di Kyoto, e Kevin Hamilton, professore emerito presso il Dipartimento di Scienze dell'atmosfera e l'International Pacific Research Center dell'Università delle Hawaii a Mānoa, gli autori presentano un'analisi dettagliata della pressione atmosferica osservata sul globo ogni ora per 38 anni. I risultati hanno rivelato chiaramente la presenza di dozzine dei modi d'onda previsti.

Lo studio si è concentrato in particolare sulle onde con periodi compresi tra 2 ore e 33 ore che viaggiano orizzontalmente attraverso l'atmosfera, muoversi in tutto il mondo a grande velocità (superando le 700 miglia all'ora). Questo crea un caratteristico schema a "scacchiera" di alta e bassa pressione associato a queste onde mentre si propagano (vedi figura).

"Per questi modi d'onda in rapido movimento, le nostre frequenze osservate e i modelli globali corrispondono a quelli teoricamente previsti molto bene, " ha dichiarato l'autore principale Sakazaki. "È emozionante vedere la visione di Laplace e di altri fisici pionieristici così completamente convalidata dopo due secoli".

Ma questa scoperta non significa che il loro lavoro sia finito.

"La nostra identificazione di così tante modalità nei dati reali mostra che l'atmosfera sta davvero suonando come una campana, " ha commentato il co-autore Hamilton. "Questo risolve finalmente un problema di vecchia data e classico nella scienza dell'atmosfera, ma apre anche una nuova strada di ricerca per comprendere sia i processi che eccitano le onde sia i processi che agiscono per smorzare le onde".

Quindi lascia che la musica atmosferica continui!