Неуловимая «игноросфера» Земли раскроет тайны северного сияния
Игноросфера — это название, которое ученые дали мезосфере, расположенной над стратосферой и тянущейся до границ космоса, примерно на высоту 110 километров. Эта область, недоступная ни для метеозондов, ни для спутников на низкой орбите, до сих пор изучалась крайне фрагментарно. Несмотря на активное исследование нижних слоев атмосферы, где данные ежедневно поступают с метеостанций, аэростатов и самолетов, мезосфера оставалась «белым пятном» в климатических моделях.
Для восполнения этого пробела специалисты из университета Токио использовали методику компьютерного моделирования, в которую были загружены редкие данные, полученные с помощью радаров, лидаров и экспериментальных ракет. Этот подход позволил создать модель, которая реконструирует динамику мезосферы и позволяет прогнозировать ее поведение.
Результатом работы стал набор данных, охватывающий период с сентября 2004 года по декабрь 2023 года. Этот массив информации, подтвержденный дополнительными измерениями ветров в мезосфере, открывает новые возможности для изучения таких явлений, как северное сияние, солнечная активность и связанные с ними процессы в верхних слоях атмосферы.
Как поясняет руководитель исследования, профессор Каору Сато, на основе новых данных теперь можно с высокой точностью моделировать поведение гравитационных волн. Эти атмосферные вихри переносят энергию по всему земному шару, влияя на глобальные климатические процессы. До настоящего времени климатологи не могли полноценно учитывать эти явления, происходящие на больших высотах, из-за отсутствия данных о начальных условиях.
Игноросфера — место, где проявляются последствия космической погоды. Когда солнечные частицы сталкиваются с верхними слоями атмосферы, они возбуждают молекулы газа, вызывая яркие вспышки северного сияния. Однако за пределами этого зрелищного явления происходят менее очевидные процессы. Например, солнечные частицы могут изменять химический состав озонового слоя, а возникающие в результате сияния гравитационные волны способны распространяться вниз, затрагивая более низкие слои атмосферы.
Кроме того, новый набор данных поможет в моделировании взаимодействий между нижними слоями атмосферы и ионосферой, областью на высотах свыше 80 километров, где солнечный ветер постоянно ионизирует газовые частицы. Например, благодаря созданным учеными моделям станет возможным исследование ионосферного динамо, при котором магнитные линии Земли взаимодействуют с движением ионизированных частиц.
Особую надежду специалисты возлагают на возможность изучения межгемисферного взаимодействия — феномена, впервые зафиксированного в начале нынешнего века. Это явление проявляется в синхронном появлении редких облаков в мезосфере над Антарктикой и стратосфере над Арктикой в январе. Причины этого взаимодействия до сих пор остаются загадкой, однако профессор Сато уверен, что новый набор данных поможет разгадать этот феномен.
Созданная база данных уже стала важнейшим шагом для изучения малоизвестных процессов в атмосфере и их влияния на климатические изменения. Она закладывает фундамент для новых исследований, которые позволят не только глубже понять динамику нашей планеты, но и лучше прогнозировать климатические изменения в условиях возрастающей солнечной активности.
Ранее стало известно, что ракеты НАСА пролетят сквозь северное сияние: узнайте, зачем это нужно.
