戏剧性的平流层暖化在电离层中雕刻出一个洞
一项关于地球平流层突然温度峰值的新研究可以改善空间天气预报。我们星球上最具戏剧性的天气现象之一是平流层突然变暖:北极冬季平流层突然发生变化,几天内温度可能高达90°F。这种变暖与地面天气的深刻变化有关,包括欧洲和北美的寒冷冬季寒流,以及距离地面数百公里的电离层的巨大变化。一项新的研究表明,这些暖化的电离层印记 - 以前仅在白天进行过研究 - 可能在夜间甚至更大,这一发现可以改善空间天气预报。
突然的平流层温暖(SSWs)可追溯到地球对流层的波浪,这层大气层始于地面,终止于海平面以上约10公里处。当空气在喜马拉雅山脉等大陆地上移动时,巨大的地球跨越大气波形成并向上移动到平流层,大气层在地球表面上方10到50公里之间延伸。这些海浪将冷空气从北极推开,将其推向低纬度地区,同时也影响大气化学和电离层电场,可能会破坏卫星导航和电信。一个长期存在的争论是,大气的不同层有多大关联,以及在一个地区发生的事情在多大程度上影响到远处的其他区域。为了探讨这个问题,Goncharenko等人。密切关注2013年1月发生的主要SSW。他们研究了每平方米大气层的电子密度 - 一种称为总电子含量的指标- 利用监测电离层的全球GPS卫星网络,这是一种来自电离层的脉动层地球上空约60至1,000公里。该团队还使用无线电测量来测量随时间变化的电子密度和非相干散射雷达,这种技术可以测量不同高度的电离层变化。
他们在夜间电离层中发现了一个很大的深孔,覆盖了全球近一半的电离层。在更南部的纬度地区,电子密度减少了四倍到五倍,而赤道附近的电子密度则接近两倍。过去,研究表明SSW会产生电离层电场的波动,这些电场会穿过电离层。但研究小组报告称,巨大洞的形成与电离层中称为F区的风更为一致。这些异常现象尚未得到很好的研究,并为研究提供了新的途径,可以帮助科学家预测SSW如何影响太空天气。