Исследователи нашли связь между погодой здесь на Земле и погодой в космосе. Это удивительное открытие, потому что ионосфера и нижняя атмосфера разделены на сотни километров.
Погода на Земле имеет удивительную связь с космической погодой, происходящей высоко в электрически заряженной верхней атмосфере, известной как ионосфера, согласно новым результатам со спутников НАСА.
«Это открытие поможет улучшить прогнозы турбулентности в ионосфере, которая может нарушить радиопередачу и прием сигналов от системы глобального позиционирования», - сказал Томас Иммель из Калифорнийского университета в Беркли, ведущий автор статьи об опубликованном исследовании 11 августа в Geophysical Research Letters.
Исследователи обнаружили, что приливы воздуха, вызванные интенсивной грозовой активностью над Южной Америкой, Африкой и Юго-Восточной Азией, изменяют структуру ионосферы.
Ионосфера образована солнечным рентгеновским излучением и ультрафиолетовым светом, которые разбивают атомы и молекулы в верхних слоях атмосферы, создавая слой электрически заряженного газа, известного как плазма. Самая плотная часть ионосферы образует две плазменные полосы вблизи экватора на высоте почти 250 миль. С 20 марта по 20 апреля 2002 года датчики на борту спутника НАСА Imager для магнитопаузы и спутникового исследования Aurora Global Exploration (IMAGE) регистрировали эти полосы, которые светятся в ультрафиолетовом свете.
Используя изображения IMAGE, команда обнаружила четыре пары ярких областей, где ионосфера была почти в два раза плотнее, чем в среднем. Три из ярких пар были расположены над тропическими лесами с большой грозовой активностью - бассейн Амазонки в Южной Америке, бассейн Конго в Африке и Индонезия. Четвертая пара появилась над Тихим океаном. Исследователи подтвердили, что грозы над тремя тропическими тропическими лесами производят приливы воздуха в нашей атмосфере с использованием компьютерной симуляции, разработанной Национальным центром атмосферных исследований, Боулдер, штат Колорадо, под названием Модель глобальной масштабной волны.
Связь с плазменными полосами в ионосфере сначала удивила ученых, потому что эти приливы от гроз не могут напрямую воздействовать на ионосферу. Газ в ионосфере просто слишком тонкий. Земное притяжение удерживает большую часть атмосферы близко к поверхности. Грозы развиваются в нижней атмосфере или тропосфере, которая простирается почти на 10 миль выше экватора. Газ в плазменных полосах примерно в 10 миллиардов раз менее плотный, чем в тропосфере. Прилив должен столкнуться с атомами в атмосфере выше, чтобы распространиться, но ионосфера, где образуются плазменные полосы, очень тонка, атомы там редко сталкиваются.
Тем не менее, исследователи обнаружили, что приливы могут косвенно влиять на плазменные полосы, изменяя слой атмосферы под полосами, которые их формируют. Ниже плазменных полос слой ионосферы, называемый E-слоем, частично электрифицируется в течение дня. Этот регион создает плазменные полосы над ним, когда высокогорные ветры обдувают плазму в Е-слое поперек магнитного поля Земли. Поскольку плазма электрически заряжена, ее движение через магнитное поле Земли действует как генератор, создавая электрическое поле. Это электрическое поле формирует плазму выше в две полосы. Все, что изменит движение плазмы Е-слоя, также изменит электрические поля, которые они генерируют, что затем изменит плазменные полосы выше.
Глобальная масштабная волновая модель показала, что приливы должны сбрасывать свою энергию примерно на 62-75 миль над Землей в Е-слое. Это нарушает плазменные токи, которые изменяют электрические поля и создают плотные, яркие зоны в плазменных полосах выше.
«Единственная пара ярких зон над Тихим океаном, которая не связана с сильной грозовой активностью, показывает, что разрушение распространяется вокруг Земли, что делает это первым глобальным воздействием на космическую погоду из-за поверхностной погоды, которое было идентифицировано», - сказал Иммель. «Теперь мы знаем, что точные прогнозы ионосферных возмущений должны учитывать этот эффект от тропической погоды».
«Это открытие имеет непосредственное значение для космической погоды, определяя четыре сектора на Земле, где космические бури могут вызывать более сильные ионосферные возмущения. Северная Америка находится в одном из этих секторов, что может помочь объяснить, почему США страдают от уникальных экстремальных ионосферных условий во время космических погодных явлений », - сказал Иммель.
Измерения, проведенные спутником НАСА «Термосферно-ионосферная мезосферная энергетика и динамика» (TIMED) с 20 марта по 20 апреля 2002 г., подтвердили существование плотных зон в плазменных полосах. Теперь исследователи хотят понять, меняется ли эффект в зависимости от сезона или крупных событий, таких как ураганы.
Исследование финансировалось НАСА. Национальный центр атмосферных исследований спонсируется Национальным научным фондом, Арлингтон, штат Вирджиния.
В состав команды входят Иммель, Скотт Инглэнд, Стивен Менде и Харальд Фрей из Калифорнийского университета в Беркли; Эйити Сагава из Национального института информационных и коммуникационных технологий, Токио, Япония; Сид Хендерсон и Чарльз Свенсон из Университета штата Юта, Логан, штат Юта; Маура Хаган из Высшего обсерватории Национального центра атмосферных исследований, Боулдер, Колорадо; и Ларри Пакстон из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса, Лорел, Мэриленд
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
