Balon nalezl v atmosféře obdobné struktury, které už dávno známe z oceánu

Zajímavý experiment, který kombinoval kosmickou raketu a pozorovací balón, pomohl nalézt oblast s nejnižší rychlostí zvuku v atmosféře. Její nalezení není jen vědecká libůstka. Funguje jako atmosférický vlnovod pro zvuk, takže zvuky v ní doletí mnohem dále než v okolních vrstvách. Způsobuje to kombinace tlaku a změn teploty s výškou, kdy chladnější vrstva leží pod teplejší. Atmosférický vlnovod leží v tropopauze, rozhraní mezi troposférou a stratosférou ve výšce 10 až 20 km. Vědci dlouho předpokládali její existenci, protože o vrstvě obdobných vlastností v oceánu zvané SOFAR víme již skoro osmdesát let. Pozorovací balón odstartoval 14. dubna 2021 při východu Slunce z letiště poblíž Albuquerque ve státě Nové Mexiko. Jeho start byl koordinován se startem rakety New Shepard společnosti Blue Origin v texaském Van Hornu. Vzdálenost mezi oběma místy je 400 kilometrů. Přístroje balónu spolehlivě zachytily tři očekávané hluky rakety, start a průlet tropopauzou nahoru i dolů.

SOFAR

Asi kilometr pod hladinou oceánu leží oblast minimální rychlosti šíření zvuku. Vzniká vzájemným působením tlaku, teploty a koncentrace soli. Nazýváme ji SOFAR, což je zkratka z anglického sound fixing and ranging channel. Můžeme to přeložit jako kanál zachycující a omezující zvuk.

K čemu je atmosférický vlnovod pro zvuk?

Využití atmosférického vlnovodu by usnadnilo řadu pozorování zejména na světovém oceánu, kde je nejrůznějších pozorovacích a záznamových zařízení výrazně méně než na pevnině. Účastník pokusu Daniel Bowman ze Sandia National Laboratories v Novém Mexiku k tomu uvádí: „Zemi ze tří čtvrtin pokrývá voda a přístroje nemají rády pobyt na ní. Pohled ze vzduchu … nám umožňuje klást otázky, které na zemi prostě nepoložíte.“ Atmosférický vlnovod pro zvuk měl neúspěšně napomoci špionáži už v době studené války. V roce 1947 trosky jednoho z pozorovacích balónů spadly poblíž městečka Rosswell v Novém Mexiku. A legenda o mimozemšťanech byla na světě!
Přistání rakety New Shepard vidíme nahoře na obrázku, NASA Flight Opportunities, Public domain, via Wikimedia Commons.

https://www.science.org/content/article/balloon-detects-first-signs-sound-tunnel-sky
https://www.britannica.com/science/SOFAR-channel