Впечатление художника о земных сияниях. Изображение предоставлено NASA Нажмите для увеличения
Ученые из НАСА и Национального научного фонда обнаружили способ объединения наземных и космических наблюдений для создания беспрецедентного представления о возмущениях в верхних слоях атмосферы во время космических штормов.
Крупные нарушения глобального масштаба напоминают погодные холодные фронты. Они образуются в наэлектризованной верхней атмосфере Земли во время космических штормов. Возмущения возникают в результате образования струй электрифицированной плазмы в ионосфере. Когда плазменные факелы проходят над головой, они препятствуют радиосвязи на низких и высоких частотах и задерживают навигационные сигналы глобальной системы позиционирования.
«Раньше они казались случайными событиями», - сказал Джон Фостер, заместитель директора Обсерватории Хейстек в Массачусетском технологическом институте. Он является главным исследователем поддерживаемой Фондом обсерватории Millstone Hill, Wesford, Mass.
«Люди знали, что был космический шторм, который, должно быть, разрушил их систему, но они понятия не имели, почему», - сказал Тони Маннуччи, руководитель группы по ионосферному и атмосферному дистанционному зондированию в Лаборатории реактивного движения НАСА, Пасадена, Калифорния. «Теперь мы знаем, что это не просто хаос; есть причина и следствие. Мы начинаем составлять полную картину, которая в конечном итоге позволит нам предсказывать космические бури ».
Прогнозирование космической погоды является основной целью Национальной программы космической погоды с участием НАСА, фонда и ряда других федеральных агентств. Созданный исследователями взгляд позволил им связать движение шлейфов с процессами, которые выпускают плазму в космос. «Обнаружение этой связи похоже на то, что обнаружение движения холодных фронтов ответственно за внезапные грозы», - сказал Джерри Голдштейн, главный научный сотрудник Юго-западного исследовательского института в Сан-Антонио.
Поскольку возникновение плазменных плюмов в ионосфере нарушает сигналы GPS, они обеспечивают постоянный мониторинг этих нарушений. Исследователи обнаружили связь между данными GPS и спутниковыми изображениями плазмосферы. Плазмосфера - это плазменное облако, окружающее Землю над ионосферой. Это наблюдается от Imager для магнитопаузы НАСА к спутнику Aurora Global Exploration. Исследователи обнаружили, что движение ионосферных шлейфов соответствовало выбросу плазмы из плазмосферы во время космических бурь.
Комбинированные наблюдения позволили построить основную картину процессов во время космических штормов, когда магнитное поле Земли защищено от горячей плазмы от солнца. Когда солнечная плазма проносится мимо, она генерирует электрическое поле, которое передается в плазму и ионосферу. Это электрическое поле выталкивает ионосферную и плазмосферную плазму в космос. Впервые ученые могут напрямую связать плазму, наблюдаемую в ионосфере, с факелами плазмосферы, которые простираются на много тысяч километров в космос.
«Мы также знаем, что эти помехи чаще всего возникают между полуднем и в сумерках, а также между средними и высокими широтами, из-за глобальной структуры электрических и магнитных полей во время космических штормов», - сказала Антея Костер из обсерватории Хейстек. «Наземные и космические измерения, а также измерения на месте позволяют ученым понять ионосферу-термосферу-магнитосферу как связанную систему».
Шлейфы ухудшают сигналы GPS двумя основными способами. Во-первых, они вызывают ошибку положения из-за временной задержки распространения сигналов GPS. Во-вторых, создаваемая ими турбулентность приводит к тому, что приемники теряют сигнал из-за эффекта, известного как сцинтилляция. Это похоже на видимое мерцание звезд, вызванное атмосферной турбулентностью.
Исследователи представляют результаты сегодня на собрании Американского геофизического союза в Сан-Франциско, Калифорния. Для получения информации о космической погоде и других исследованиях в Интернете посетите:
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/cold_front.html
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
