我們所生存的大氣層，存在著各種各樣的波動。這些波動像一個個身材不一、身形可任意變化的「透明人」。
現在，我們一起來看看大氣中最主要的四種神秘波動。
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重力波：特殊雲畫的「幕後推手」
「重力波」其實是地球利用重力對失衡大氣的一種自我修復。就像往一潭死水裡丟一粒石子會激起一圈圈的漣漪一樣，平靜的大氣如果被擾動也會激起一圈圈的漣漪。這兩者的原理是相似的。
△10月21日，在風雲四號A星拍攝的圖像中，神秘的重力波橫掃印度洋。發生在澳大利亞西北部的雷暴引發了這次重力波，波動進而在印度洋上空擴散，產生了這一壯觀的景象。（圖/文 國家衛星氣象中心）
從大氣動力學角度來看，重力波是大氣中的基本波動之一，可能引發很多其他中尺度天氣系統，觸發對流性風暴，特別是那些振幅大的重力波會對局地天氣產生很大影響。
此外，梅雨鋒上往往有許多傳播性的中尺度雨帶，這些雨帶和重力波也有聯繫；在鋒面氣旋、登陸颱風以及低空急流等許多系統中，經常有中尺度重力波活動，它們與暴雨聯繫密切。
當然，大氣並非重力波存在的唯一介質。它還存在於海洋中，波浪能就是存在於海洋表面的重力波。相較於大氣，以水波向周圍擴散、海洋上的波浪起起伏伏等形式出現的重力波，更容易讓人們看到它的樣子。
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聲波：物理學中的交響樂
物體（聲源、發聲體）產生的振動使附近的空氣粒子產生同樣的振動，這些粒子把振動又傳遞到其他粒子，這樣連續傳遞直到最初的能量漸漸耗盡。壓力向鄰近空氣傳播的過程產生我們所說的聲波。
首先，聲波是一種波動，聲源發出聲音後要經過一定的介質才能向外傳播，一切固體、液體、氣體都可以作為介質。
一般情況下，聲音在固體中傳得最快，氣體中最慢（軟木除外）。聲波在真空中無法傳播，這是因為真空中缺乏產生傳播振動的物質。比如月球表面是沒有空氣存在的，即使兩位太空人就處於正對面，他們也無法聽到對方的聲音。
「姑蘇城外寒山寺，夜半鐘聲到客船。」古剎的鐘聲為何能從遙遠的山上傳到客船上呢？這是因為聲波在空氣中傳播時很容易受到風和溫度的影響。
在1個標準大氣壓下，氣溫為15℃時，聲波的速度（聲速）約為340米/秒。順風時聲波速度更快，傳播距離也更遠，逆風時則相反。此外，聲音在高溫空氣中傳播得更快，溫度每上升/下降5℃，聲音速度也將提高/降低3米/秒。
由於寺內溫度較高，江面氣溫較低，且當天夜裡可能是順風，所以鐘聲能傳到船上。
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開爾文波：厄爾尼諾發生的前兆？
在旋轉球上的流體（如大氣和海洋），存在一類沿著地形邊界傳播或者沿赤道傳播的大尺度重力波動，稱為開爾文波，它受科氏力影響。
大氣及大洋的赤道開爾文波均會將西邊界中的擾動傳至東太平洋，這種作用在厄爾尼諾-南方濤動的動力條件中扮演重要角色。
一般來說，西邊界暖水異常及開爾文波被視作厄爾尼諾發生的前兆。
正常條件下，赤道太平洋的東風會令海水在赤道西太平洋堆積，但西風爆發會減弱這一向西的輸送，將暖水推向太平洋中部或者東部，促使當地的海水溫度上升。而且，信風減弱會使得赤道西太平洋堆積的海水向東傾斜，迫使東西太平洋的斜溫層（海水溫度有明顯差別的層面）變平。於是，這種過程會使整個降水區域向東移。
降水區的移動，導致原本擁有豐富降水的澳洲北部及印尼一帶發生乾旱，另一方面卻又會為原本比較乾旱的南美洲西部帶來大量雨水，導致秘魯及厄瓜多一帶出現水災，山洪暴發，即發生厄爾尼諾現象。
影響厄爾尼諾的原因錯綜複雜，單憑開爾文波似乎無法對厄爾尼諾進行準確預測。但可以肯定的是，深入研究開爾文波對厄爾尼諾的激發與影響機理，有助於提高厄爾尼諾定量和概率預報準確率。
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羅斯貝波：大氣中那根執拗的「彈簧」
羅斯貝波是大氣中一種非常緩慢的、大尺度的波動。它是由於地球自轉時在不同緯度和高度上的角速度不同所引起的，同時地轉偏向力會隨緯度變化——緯度越高，物體所受的影響就越大。從對流層的中下層到平流層低層，都可以「見到」羅斯貝波。
羅斯貝波由氣象學史上的傳奇人物、瑞典裔美國氣象學家卡爾·古斯塔夫·羅斯貝提出。
當北半球的空氣被山脈阻擋，推向南方時，它受到地轉偏向力的影響與該緯度上的地轉偏向力影響不符——它們太快了。這種影響的不匹配將空氣重新推向北方，朝著與地轉偏向力影響相匹配的位置移動。這就是那股恢復力量。
現在，讓我們來想像一個彈簧。現在，用力按這個彈簧，當鬆開手，彈簧的彈性將使其最終恢復原狀，但在那之前，彈性會先將彈簧拉得更長，越過原先的穩定狀態。
就像彈簧一樣，這股恢復力會過度校正空氣的位置，將其推向原始緯度以北。現在，它相對於所處緯度的影響又太慢了，這又迫使空氣向南移動。結果，空氣在繼續整體向東運動時會上下反彈，形成波浪的形狀。而氣流走過的這條蜿蜒曲折的波浪狀道路正是羅斯貝波理論的精髓。
有氣象學家認為，緩慢蜿蜒的羅斯貝波會導致極端天氣現象更加普遍。這是因為當氣流總是停滯時，天氣現象持續時間也會加長，例如數周、數月的乾旱，以及足以形成大洪水的持續降雨。
當然，這究竟是羅斯貝波的影響，還是全球變暖本身帶來的後果，仍然還在爭論之中。