科羅拉多大學的研究科學家拉希德·阿克馬耶夫解釋說。
簡短的回答是肯定的，關於大氣層中的月球潮汐的問題，曾困擾過艾薩克·牛頓和皮埃爾-西蒙·拉普拉斯等著名科學家。牛頓的萬有引力理論首次正確地解釋了海洋潮汐及其與月相的長期已知相關性。大約一個世紀後，當拉普拉斯基於一個現在以他的名字命名的潮汐方程發展出定量理論時，它也被用來預測大氣潮汐的存在。拉普拉斯方程描述了覆蓋球形地球的均勻深度海洋的運動[見插圖]。
在海洋表面最接近月球的點（插圖中的點 A），月球的引力最強，它將海洋拉向自己。在地球的另一側（點 B），其引力最弱，這使得海洋再次向外膨脹，在這種情況下，遠離月球。當行星從西向東自轉時，這兩個凸起傾向於停留在地月連線上。（月球也以與地球自轉相同的方向繞地球旋轉，但速度慢得多。）對於位於表面並隨之旋轉的觀察者來說，這些凸起看起來像一個巨浪，它沿著月球向西的視運動，並且每個太陰日有兩個波峰。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞工作 訂閱。透過購買訂閱，您正在幫助確保有關塑造當今世界的發現和想法的具有影響力的故事的未來。
當然，真實海洋潮汐由於水深不均和陸地的存在而變得複雜。但是，如果潮汐方程中的海洋深度被一個稱為等效深度的量所取代，該量表徵地表上方大氣的範圍，那麼拉普拉斯的理論完全適用於大氣層。就像我們的體重會對腳下的地面施加壓力一樣，我們上方大氣的重量也會對行星表面及其上的所有物體施加壓力（回想一下，壓力定義為單位表面上的力）。這就是我們在天氣預報中聽到的通常的大氣表面壓力。因此，很明顯，拉普拉斯的理論預測每個太陰日有兩個壓力最大值，對應於兩個海洋隆起[見插圖]。一個大約在月球正上方時發生，另一個在半天后發生。因此，大氣中主要的月球潮汐是半日潮（半日）。
理論預測熱帶地區的月球壓力振盪更強，但其振幅很少超過 100 微巴，或平均表面壓力的 0.01%。檢測這種被與天氣現象相關的更大壓力變化所掩蓋的微小訊號需要開發特殊的統計技術並積累長期有規律的觀測。
令人驚訝的是，這些觀測表明，太陽也會在大氣中引起半日潮，其強度是月球潮汐的 20 多倍，儘管太陽的引力作用力不到月球的一半。畢竟，是月球而不是太陽引起了海洋中的主要潮汐。（由於月球繞地球旋轉，平均太陰日比太陽日長約 51 分鐘，這使得科學家可以可靠地將長期觀測記錄中的兩種潮汐分開。）顯然，拉普拉斯懷疑這一點，他認為強烈的太陽潮主要是由太陽加熱產生的，而不是由太陽引力產生的。科學家最終在 20 世紀 60 年代證實了這一假設，當時有可能開發出足夠的太陽大氣加熱模型。與天體的引力一樣，地球白晝側不均勻的太陽加熱扭曲了大氣的球形對稱性，但方式更為複雜。因此，熱太陽潮由幾個主要的波組成，其中最突出的是日潮和半日潮。
壓力變化也會引起其他大氣特徵的潮汐振盪。對於大氣波來說，隨著空氣變得稀薄，其振幅會隨著高度的增加而增加是很常見的。然而，與高層大氣中的太陽潮相比，月球潮汐仍然很弱。儘管如此，在約 80 公里（50 英里）以上的高度，已在風、溫度、氣輝排放和許多電離層引數中檢測到月球潮汐。在預測和首次觀測到大氣月球潮汐近兩個世紀後，人們仍在研究它們。它們代表一種獨特型別的大氣運動，其驅動機制非常精確，這使我們能夠測試我們的數值模型和理論預測。