Forskere har fundet en forbindelse mellem vejret her på Jorden og vejret i rummet. Dette er en overraskende opdagelse, fordi ionosfæren og den nedre atmosfære adskilles med hundreder af kilometer.
Vejret på Jorden har en overraskende forbindelse til rumvejret, der forekommer højt i den elektrisk ladede øvre atmosfære, kendt som ionosfæren, ifølge nye resultater fra NASA-satellitter.
”Denne opdagelse vil hjælpe med at forbedre prognoser for turbulens i ionosfæren, som kan forstyrre radiosendelser og modtagelse af signaler fra det globale positioneringssystem,” sagde Thomas Immel fra University of California, Berkeley, hovedforfatter af et publikationsdokument om forskningen 11. august i Geophysical Research Letters.
Forskere opdagede, at tidevand af luft genereret af intens tordenvejrsaktivitet over Sydamerika, Afrika og Sydøstasien ændrede ionosfærens struktur.
Ionosfæren dannes af solenergi-røntgenstråler og ultraviolet lys, der bryder adomer og molekyler i den øvre atmosfære og skaber et lag elektrisk ladet gas, kendt som plasma. Den tætteste del af ionosfæren danner to plasma-bånd tæt på ækvator i en højde af næsten 250 miles. Fra 20. marts til 20. april 2002 registrerede sensorer ombord NASAs Imager for Magnetopause til Aurora Global Exploration (IMAGE) satellitten disse bånd, der lyser i ultraviolet lys.
Ved hjælp af billeder fra BILLEDE opdagede teamet fire par lyse regioner, hvor ionosfæren var næsten dobbelt så tæt som gennemsnittet. Tre af de lyse par var placeret over tropiske regnskove med masser af tordenvejrsaktivitet - Amazonbassinet i Sydamerika, Congo-bassinet i Afrika og Indonesien. Et fjerde par dukkede op over Stillehavet. Forskere bekræftede, at tordenvejr over de tre tropiske regnskovsområder producerer tidevand af luft i vores atmosfære ved hjælp af en computersimulering udviklet af National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colo., Kaldet Global Scale Wave Model.
Forbindelsen til plasmabånd i ionosfæren overraskede videnskabsfolk i første omgang, fordi disse tidevand fra tordenvejr ikke kan påvirke ionosfæren direkte. Gassen i ionosfæren er simpelthen for tynd. Jordens tyngdekraft holder det meste af atmosfæren tæt på overfladen. Tordenvejr udvikler sig i den lavere atmosfære eller troposfæren, der strækker sig næsten 10 miles over ækvator. Gassen i plasmabåndene er ca. 10 milliarder gange mindre tæt end i troposfæren. Tidevandet er nødt til at kollidere med atomer i atmosfæren ovenfor for at udbrede sig, men ionosfæren, hvor plasmabåndene dannes, er så tynd, atomer kolliderer sjældent der.
Forskerne opdagede imidlertid tidevandet kunne påvirke plasmabåndene indirekte ved at modificere et lag af atmosfæren under de bånd, der former dem. Under plasmabåndene bliver et lag af ionosfæren kaldet E-laget delvist elektrificeret i løbet af dagen. Denne region skaber plasmabåndene over det, når vinder i høj højde blæser plasma i E-laget over Jordens magnetfelt. Da plasma er elektrisk ladet, fungerer dets bevægelse over jordens magnetfelt som en generator og skaber et elektrisk felt. Dette elektriske felt former plasmaet over i de to bånd. Alt, der ville ændre bevægelsen af E-lags plasmaet, ville også ændre de elektriske felter, de genererer, hvilket derefter ville omforme plasmabåndene ovenfor.
Global Scale Wave Model indikerede, at tidevandet skulle dumpe deres energi omkring 62 til 75 mil over jorden i E-laget. Dette forstyrrer plasmastrømmene der, hvilket ændrer de elektriske felter og skaber tætte, lyse zoner i plasmabåndene ovenfor.
”Det enkelte par lyse zoner over Stillehavet, som ikke er forbundet med stærk tordenvejrsaktivitet, viser, at forstyrrelsen forplantes rundt om Jorden, hvilket gør dette til den første globale effekt på rumvejret på grund af overfladeværret, der er identificeret,” sagde Immel. ”Vi ved nu, at nøjagtige forudsigelser af ionosfæriske forstyrrelser skal inkorporere denne effekt fra tropisk vejr.”
”Denne opdagelse har øjeblikkelige konsekvenser for rumvejr og identificerer fire sektorer på Jorden, hvor rumstorme kan give større ionosfæriske forstyrrelser. Nordamerika er i en af disse sektorer, hvilket kan hjælpe med at forklare, hvorfor USA lider unikt ekstreme ionosfæriske forhold under rumvejrbegivenheder, ”sagde Immel.
Målinger foretaget af NASAs Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics (TIMED) satellit fra 20. marts til 20. april 2002 har bekræftet, at de tætte zoner findes i plasmabåndene. Forskere vil nu forstå, om effekten ændrer sig med sæsoner eller store begivenheder, som orkaner.
Forskningen blev finansieret af NASA. National Center for Atmospheric Research er sponsoreret af National Science Foundation, Arlington, Va.
Holdet inkluderer Immel, Scott England, Stephen Mende og Harald Frey fra University of California, Berkeley; Eiichi Sagawa fra National Institute of Information and Communications Technology, Tokyo, Japan; Sid Henderson og Charles Swenson fra Utah State University, Logan, Utah; Maura Hagan fra National Center for Atmospheric Research High Altitude Observatory, Boulder, Colo .; og Larry Paxton fra Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, Md.
Original kilde: NASA News Release
