Природа

Исследователи наблюдали неожиданное явление в термосфере


Вдали от поверхности Земли, на границе с межпланетным пространством, продолжает дуть ветер. Однако атмосферные потоки там совсем другие, они переносят воздух со стороны земного шара, освещенной солнцем, на сторону, находящуюся в тени. Исследователи сделали странное наблюдение о поведении этих ветров. Их результаты были недавно опубликованы в журнале Journal of Geophysical Research: Space Physics.

Термосфера - это слой атмосферы, который простирается от девяноста до одной тысячи километров над уровнем моря. Однако ее верхний предел, термопауза, колеблется на несколько сотен километров в зависимости от солнечной активности. Кроме того, в период звездного затишья она может опускаться до пятисот километров над уровнем моря.

Именно в верхней части термосферы циркулируют низкоорбитальные космические технологии, в том числе метеорологические или климатологические спутники. Чтобы обеспечить надлежащее отслеживание и ограничить риск дрейфа или столкновения, модели термосферы используются, среди прочего, для расчета величины аэродинамического сопротивления. Поэтому очень важно хорошее знание динамики поля ветра на этом уровне.

Во время измерения воздушных потоков на очень больших высотах на Аляске, чтобы лучше понять ветровой режим в термосфере, исследователи сделали неожиданное наблюдение. Они заметили, что трансполярное струйное течение, воздушный поток, который дует со светлой стороны Земли на темную, подвержено резким остановкам в своем распространении. Однако модели показывают, что он должен продолжать двигаться к тропическим широтам, а не резко остановиться, покинув полярную область.

Меридианный ветер (север-юг) как функция магнитной широты (вертикальная ось) и времени (горизонтальная ось) на 1 января 2017 года. Отрицательное значение указывает на ветер с севера на юг. Обратите внимание, как трансполярное струйное течение (синий цвет) распространяется в направлении низких широт, как предсказывают модели.

Это необъяснимое замедление происходит на протяжении нескольких сотен километров в направлении потока и происходит в атмосфере, настолько разреженной и удаленной от поверхности, что она не влияет на метеорологические явления, которые там происходят. Однако она может повлиять на траекторию космических систем неожиданным и потенциально опасным образом.

То же, что и выше, но для 4 января 2019 года. Обратите внимание на резкое прекращение трансполярного струйного течения на широте Аляски (пунктирная горизонтальная линия) и отсутствие распространения на более низкие широты.

"Все компьютерные модели показывают, что этот ветер распространяется на некоторое расстояние в сторону экватора, а затем в конце концов замедляется и сливается с фоновым потоком, как движение на шоссе", — отмечает соавтор исследования Марк Конде. "Должен быть довольно сильный поток, простирающийся далеко к экватору, но мы обнаружили, что в некоторых случаях он упирается в стену над Аляской".

Термосфера и солнечные флуктуации - взаимосвязь, которую необходимо изучать дальше

Иногда поток не только останавливается, но и поворачивает вспять. Другими словами, трансполярное струйное течение локально течет с ночной стороны на дневную. Эти наблюдения тем более удивительны, что термическая стабильность и высокая кинематическая вязкость воздуха на этой высоте должны делать атмосферные движения более однородными и препятствовать любым внезапным колебаниям, подобным тем, о которых сообщается здесь.

На данный момент загадка не разгадана, потому что в своей статье исследователи в основном хотели привлечь внимание к этому пока еще малоизвестному явлению. Однако наблюдаемые корреляции, кажется, указывают на высокую частоту солнечной активности (от нескольких часов до нескольких дней) и авроральную активность. Авторы отмечают, что за семь лет имеющихся данных остановка или разворот ветра происходят преимущественно при относительно слабом ветре.

Подписывайтесь на нас
Back to top button