Konstnärens intryck av jordens ororor. Bildkredit: NASA Klicka för förstoring
Forskare från NASA och National Science Foundation upptäckte ett sätt att kombinera mark- och rymdobservationer för att skapa en enastående utsikt över störningar i övre atmosfären under rymdsstormar.
Stora globala störningar liknar väderkalla fronter. De bildas i jordens elektrifierade övre atmosfär under rymdsstormar. Störningarna är resultatet av plummer av elektrifierad plasma som bildas i jonosfären. När plasmaplömerna passerar över huvudet hindrar de radiokommunikationer med låg och hög frekvens och försenar navigationssignalerna för Global Positioning System
"Tidigare verkade de som slumpmässiga händelser," sade John Foster, biträdande direktör för Massachusetts Institute of Technology's Haystack Observatory. Han är huvudutredare för stiftelsen som stöder Millstone Hill Observatory, Wesford, Mass.
"Människor visste att det fanns en rymdstorm som måste ha stört deras system, men de hade ingen aning om varför," säger Tony Mannucci, gruppledare för Ionosfärisk och atmosfärisk fjärravkänning vid NASA: s Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Calif. "Nu vet vi att det är inte bara kaos; det finns orsak och effekt. Vi börjar sammansätta hela bilden, vilket i slutändan låter oss förutse rymdsstormar. ”
Att förutsäga rymdväder är ett primärt mål för det nationella rymdväderprogrammet som involverar NASA, stiftelsen och flera andra federala byråer. Den uppfattning forskarna skapade gjorde det möjligt för dem att länka rörelserna i plommorna till processer som släpper plasma i rymden. "Att upptäcka denna länk är som att upptäcka rörelsen hos kalla fronter är ansvarig för plötsliga åskväder," sade Jerry Goldstein, huvudforskare vid Southwest Research Institute, San Antonio.
Eftersom förekomsten av plasmaströmmar i jonosfären stör GPS-signaler ger de en kontinuerlig övervakning av dessa störningar. Forskare upptäckte en länk mellan GPS-data och satellitbilder av plasma-sfären. Plasmasfären är ett plasmamoln som omger jorden ovanför jonosfären. Det observeras från NASA: s Imager för Magnetopause till Aurora Global Exploration-satellit. Forskarna upptäckte rörelsen hos de jonosfäriska plöterna motsvarade utkastet av plasma från plasmasfären under rymdsstormar.
De kombinerade observationerna tillät konstruktion av en underliggande bild av processerna under rymdsstormar, när jordens magnetfält buffras av het plasma från solen. När solplasma blåser förbi genererar det ett elektriskt fält som överförs till plasma- och jonosfären. Detta elektriska fält driver den jonosfäriska och plasma-plasma ut i rymden. För första gången kan forskare direkt ansluta den plasma som observeras i jonosfären med plasmasfärens plummar som sträcker sig många tusen kilometer ut i rymden.
"Vi vet också att dessa störningar oftast uppstår mellan middag och skymning, och mellan mitten till höga breddegrader, på grund av den globala strukturen för de elektriska och magnetiska fälten under rymdsstormar," sade Anthea Coster från Haystack Observatory. "Mark- och rymdbaserade och in situ-mätningar gör det möjligt för forskare att förstå jonosfär-termosfär-magnetosfär som ett kopplat system."
Plymerna försämrar GPS-signaler på två huvudsakliga sätt. Först orsakar de positionsfel genom att försena spridningen av GPS-signaler. För det andra orsakar turbulensen de genererar mottagare att förlora signalen genom en effekt som kallas scintillation. Det liknar den uppenbara blinkningen av stjärnor orsakade av atmosfärisk turbulens.
Forskare presenterar resultaten i dag under American Geophysical Union-mötet i San Francisco, Kalifornien. För information om rymdväder och annan forskning på webben, besök:
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/cold_front.html
Originalkälla: NASA News Release
