科学家们发现火山的影响也到达了太空

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当汤加境内的洪阿哈阿帕伊岛海底火山在2022年1月15日爆发时,它向全世界发出了大气冲击波、音爆和海啸波。现在,科学家们发现火山的影响也到达了太空。

通过分析来自美国宇航局(NASA)电离层连接探测器(或ICON)任务和欧空局(ESA)Swarm卫星的数据,科学家发现在火山爆发后的几个小时内,在电离层(地球大气的一个电离区域)中形成了飓风速度和异常电流。

加州大学伯克利分校的物理学家Brian Harding说:“这座火山创造了我们在现代所看到的最大的空间干扰之一。”他是讨论这些发现的一篇新论文的主要作者。“它使我们能够测试低层大气和太空之间鲜为人知的联系。”

ICON于2019年发射,以确定地球的天气如何与来自太空的天气相互作用–这是一个相对较新的想法,取代了以前的假设,即只有来自太阳和太空的力量才能在电离层的边缘创造天气。2022年1月,当航天器经过南美洲上空时,它观察到电离层中由南太平洋火山引发的一个这样的地球干扰。

“这些结果是对地球上的事件如何影响空间天气的一个令人兴奋的观察,除了空间天气影响地球之外,”美国宇航局太阳物理学部门的空间天气负责人 Jim Spann说,“全面了解空间天气将最终帮助我们减轻其对社会的影响。”

当火山爆发时,它将巨大的气体、水蒸气和尘埃推向天空。爆炸还在大气中产生了巨大的压力扰动,导致了强风。随着风向上扩展到更薄的大气层,它们开始快速移动。在到达电离层和太空边缘时,ICON测量的风速高达450英里/小时–使其成为该任务自发射以来在120英里高度以下测量的最强风。

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在电离层,极端的风也影响了电流。电离层中的粒子经常形成一个东流的电流–称为赤道电喷流–由低层大气中的风驱动。在喷发之后,赤道电喷流激增到其正常峰值功率的五倍,并戏剧性地翻转方向,在短时间内向西流动。

加州大学伯克利分校的物理学家、这项新研究的共同作者Joanne Wu说:“看到电喷流被发生在地球表面的东西大大逆转,这非常令人惊讶。这是我们以前只在强大的地磁暴中看到的东西,地磁暴是由太阳的粒子和辐射引起的一种空间天气。”

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5月10日发表在《地球物理研究通讯》杂志上的这项新研究,正在增加科学家们对电离层如何受地面以及太空事件影响的理解。强烈的赤道电喷流与电离层中物质的重新分布有关,这可能会扰乱通过该区域传输的GPS和无线电信号。

了解我们大气层的这一复杂区域在面对来自下方和上方的强大力量时如何反应是NASA研究的一个关键部分。NASA即将开展的地球空间动力学星座任务(GDC),将使用一组小型卫星,很像地面上的深L传感器,来跟踪流经该地区的电流和大气风。通过更好地了解影响电离层中电流的因素,科学家们可以更有准备地预测由这种干扰引起的严重问题。

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