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地球的热层在被太阳风暴轰击后达到20年中的最高温度

(2023-06-23 21:20:07)

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杂谈

地球的热层在被太阳风暴轰击后达到20年中的最高温度

By Harry Baker

2023/6/23

The Sun

被连续的地磁风暴造成的大气层温度尖峰提示“太阳最大”正在快速接近。

一个地磁风暴期间充满活力的极光的显示. (Image credit: Shutterstock)

地球的热层最近在浸在来自今年痛击了地球的地磁风暴的能量后击中一个近20年温度尖峰。专家警告随太阳的活动增加，大气层的第二高层中的温度在未来几年可能会继续攀升，这可能影响环绕地球的卫星。

按照美国宇航局，热层从离地面约53英里（85公里）高的中间层顶部延伸到外层的底部，外层从离地面约372英里（600公里）高开始。外层之外是外空间。

21年来，美国宇航局已经经由被二氧化碳和一氧化氮分子发射的红外辐射测量了热层温度。科学家将美国宇航局的热层、电离层、中间层，能量学和动力学（TIMED）卫星收集的数据转换成热层气候指数（TCI），该指数被以特拉瓦或TW测量。（1 TW 等于 1 万亿瓦）。

弗吉尼亚州美国宇航局朗雷研究中心热层、电离层、中间层，能量学和动力学使命的领先研究员兼热层气候指数的创建者马丁米林兹扎克告诉生活科学杂志（Live Science），热层气候指数值在3月10日峰值了，峰值为0.24 TW。上一次热层气候指数达到如此高是2003年12月28日。（温度峰值数据已提交给一个期刊，但还没有被同行评审。

温度峰值被一月和二月中的三次地磁风暴造成------对地球的磁场的重大干扰被称为日冕物质抛射（CME）的大块快速移动磁化等离子体触发，往往更少被叫太阳风的高的电荷粒子流触发，两者都被太阳吐出。

米林兹扎克说，“这些'风暴'将它们的能量沉积在热层中并造成它加热起来，增加的加热造成热层中来自一氧化氮和二氧化碳的红外发射水平增加”。他补充说，通常，一个风暴后的红外辐射冷却热层，但当风暴背靠背来时温度呆在高位。

自峰值以来，至少两次多地磁风暴已经击中我们的星球------一次在 3 月 24 日，这是六年多来袭击地球的最强大的太阳风暴，另一次是 4 月 24 日同样强大的风暴。米林兹扎克说，这些风暴之后的热层气候指数值已经仍然高的，但还没有超过3月峰值。

一个显示热层气候指数值如何随每个太阳周期而上升和下降的图表。 (Image credit: Marty Mlynczak (NASA Langley Research Center) and Linda Hunt (Science and Technology Corporation))

地磁暴在太阳最大期期间变得更加频繁和强烈，一个大约11年太阳周期的部分，其中太阳是最活跃的，并覆盖在吐出日冕物质抛射和太阳风的黑色太阳黑子和等离子体环中。

米林兹扎克说，因此地球的热层也遵循一个大约11年的周期。来自美国宇航局和NOAA的政府科学家预测，下一个太阳最大将在2025年到来，这意味着变暖趋势将可能在未来几年继续下去。

米林兹扎克说，热层的变化能对位于围绕热层上边界附近的低地球轨道卫星摆出挑战。

米林兹扎克说，“热层随着变暖膨胀” ，造成“在所有卫星和空间碎片上的空气动力阻力增加”。他说，这种增加的阻力能将卫星更拉近地球，这可能造成卫星相互碰撞或完全的脱离轨道，就像SpaceX 星链卫星在2022年2月一个突然发生地磁风暴后做了的那样。

卫星操作者能通过在需要时将他们的航天器定位在更高的轨道上避免这些问题，但空间天气的不可预测性使知道何时需要这些机动很难，直到往往太晚为止。