Forskare har hittat en koppling mellan vädret här på jorden och vädret i rymden. Detta är en överraskande upptäckt eftersom jonosfären och den lägre atmosfären separeras av hundratals kilometer.
Väder på jorden har en överraskande anslutning till rymdväder som uppträder högt i den elektriskt laddade övre atmosfären, känd som jonosfären, enligt nya resultat från NASA-satelliter.
"Denna upptäckt kommer att bidra till att förbättra prognoser för turbulens i jonosfären, vilket kan störa radiosändningar och mottagningen av signaler från Global Positioning System," säger Thomas Immel från University of California, Berkeley, huvudförfattare till ett papper om den publicerade forskningen 11 augusti i Geophysical Research Letters.
Forskare upptäckte att tidvatten av luft genererad av intensiv åskväderaktivitet över Sydamerika, Afrika och Sydostasien förändrade jonosfärens struktur.
Jonosfären bildas av solröntgenstrålar och ultraviolett ljus, som bryter isär atomer och molekyler i den övre atmosfären, vilket skapar ett lager av elektriskt laddad gas känd som plasma. Den tätaste delen av jonosfären bildar två plasmaband nära ekvatorn på en höjd av nästan 250 mil. Från 20 mars till 20 april 2002 spelade sensorer ombord på NASA: s Imager för Magnetopause till Aurora Global Exploration (IMAGE) satelliten dessa band, som lyser i ultraviolett ljus.
Med hjälp av bilder från IMAGE upptäckte teamet fyra par ljusa regioner där jonosfären var nästan dubbelt så tät som genomsnittet. Tre av de ljusa paren låg över tropiska regnskogar med mycket åskväder - Amazonasbassängen i Sydamerika, Kongobassängen i Afrika och Indonesien. Ett fjärde par dök upp över Stilla havet. Forskare bekräftade att åskväder över de tre tropiska regnskogsområdena producerar tidvatten luft i vår atmosfär med hjälp av en datorsimulering utvecklad av National Center for Atmospheric Research, Boulder, Colo., Kallad Global Scale Wave Model.
Anslutningen till plasmaband i jonosfären förvånade först forskare eftersom dessa tidvatten från åskväder inte kan påverka jonosfären direkt. Gasen i jonosfären är helt enkelt för tunn. Jordens tyngdkraft håller det mesta av atmosfären nära ytan. Åskväder utvecklas i den lägre atmosfären, eller troposfären, som sträcker sig nästan 10 mil över ekvatorn. Gasen i plasmabanden är cirka 10 miljarder gånger mindre tät än i troposfären. Tidvattnet måste kollidera med atomer i atmosfären ovan för att föröka sig, men jonosfären där plasmabanden bildas är så tunn, atomer kolliderar sällan där.
Men forskarna upptäckte tidvatten kan påverka plasmaband indirekt genom att modifiera ett lager av atmosfären under band som formar dem. Under plasmabanden blir ett lager av jonosfären som kallas E-lagret delvis elektrifierat under dagen. Denna region skapar plasmaband ovanför när vindar med hög höjd blåser plasma i E-lagret över jordens magnetfält. Eftersom plasma är elektriskt laddat fungerar dess rörelse över jordens magnetfält som en generator och skapar ett elektriskt fält. Detta elektriska fält formar plasman ovan till de två banden. Allt som skulle ändra rörelsen hos E-skiktets plasma skulle också ändra de elektriska fälten de genererar, vilket sedan skulle omforma plasmastranden ovan.
Global Scale Wave Model indikerade att tidvattnet bör dumpa sin energi cirka 62 till 75 mil över jorden i E-lagret. Detta stör plasströmmarna där, vilket förändrar de elektriska fälten och skapar täta, ljusa zoner i plasmastranden ovan.
"Det enskilda paret ljusa zoner över Stilla havet som inte är förknippat med stark åskväderaktivitet visar att störningen sprider sig runt jorden, vilket gör detta till den första globala effekten på rymdväder från ytväder som har identifierats," säger Immel. "Vi vet nu att exakta förutsägelser om jonosfäriska störningar måste införa denna effekt från tropiskt väder."
”Denna upptäckt har omedelbara konsekvenser för rymdväder och identifierar fyra sektorer på jorden där rymdsstormar kan ge större jonosfäriska störningar. Nordamerika är i en av dessa sektorer, vilket kan hjälpa till att förklara varför USA lider unikt extrema jonosfäriska förhållanden under rymdväderhändelser, ”sade Immel.
Mätningar gjorda av NASA: s Thermosphere Ionosphere Mesosphere Energetics and Dynamics (TIMED) -satellit från 20 mars till 20 april 2002, har bekräftat att de täta zonerna finns i plasmabanden. Forskare vill nu förstå om effekten förändras med säsonger eller stora händelser, som orkaner.
Forskningen finansierades av NASA. National Center for Atmospheric Research sponsras av National Science Foundation, Arlington, Va.
I teamet ingår Immel, Scott England, Stephen Mende och Harald Frey från University of California, Berkeley; Eiichi Sagawa från National Institute of Information and Communications Technology, Tokyo, Japan; Sid Henderson och Charles Swenson från Utah State University, Logan, Utah; Maura Hagan från National Center for Atmospheric Research High Altitude Observatory, Boulder, Colo .; och Larry Paxton från Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory, Laurel, Md.
Originalkälla: NASA News Release
