一项新研究使我们对太阳风暴如何影响地球有了更深入的了解

时间：2021-12-31 18:25:01 来源：

美国国家航空航天局（NASA）的太阳动力天文台（Solar Dynamics Observatory）于2014年9月26日发生了一次太阳喷发。如果爆发的太阳能到达地球，它可能会耗尽某些位置的高空大气层中的电子，而在另一些位置增加电子，从而会破坏两种通信方式。

一项新的研究提高了我们对太阳风暴如何影响地球的理解，并有可能改善北极的无线电通信和导航系统。

由丹麦技术大学的Tibor Durgonics领导的最新发表的关于太阳风暴的研究发现，它们不仅会在地球两极上方的高层大气中引起过多的电荷区域，而且它们的作用恰恰相反：导致区域接近耗尽带电粒子。

研究人员在研究2014年2月19日到达地球的太阳风暴时做出了这一发现。观察到该风暴影响了地球所有北纬的电离层。全球导航卫星系统（GNSS），站点以及地磁观测站和其他资源的网络记录了它对格陵兰的影响。加利福尼亚州帕萨迪纳市NASA喷气推进实验室的Attila Komjathy开发了用于处理GNSS数据的软件，并帮助进行了数据处理。结果发表在《无线电科学》杂志上。

太阳风暴通常包括太阳爆发，称为日冕物质抛射（CME）。这是一团巨大的带电粒子云，它冲向太空，扰乱了我们太阳系中的行星际磁场。当这些粒子和电磁干扰遇到地球磁场时，它们会在一系列复杂的物理过程中相互作用，并触发地球磁场的扰动。这些扰动被称为地磁风暴。这种相互作用可能会在电离层中造成过量电子的不稳定斑块，该电离层是一个已经包含离子和电子的地球表面上方约50英里（80公里）的大气区域。

2014年的地磁风暴是两次强烈的地球定向日冕物质抛射的结果。像往常一样，暴风雨最初在格陵兰北部的电离层中产生了额外的电子斑点。但是就在这些斑块以南，研究人员惊讶地发现了延伸300至600英里（500至1,000公里）的广阔区域，其中的电子“几乎被吸尽了”，这是美国国家太空研究院的珀·霍格（Per Hoeg）的话。丹麦技术大学，林比。这些区域持续几天没有电子。

电离层中的电子通常将无线电波反射回地面，从而实现长距离无线电通信。该层中的电子耗尽和电子增加都可能导致无线电通信失败，降低GPS系统的精度，损坏卫星并损害电网。

Komjathy说：“我们不知道到底是什么原因造成了消耗。”“一个可能的解释是电子正在与带正电的离子重新结合，直到没有多余的电子为止。”也可能存在重新分布-电子不仅在水平方向上而且在垂直方向上都被移动并推离该区域。

出版物：Tibor Durgonics等人，“地磁风暴的多仪器观测及其对北极电离层的影响：2014年2月19日风暴的案例研究，《无线电科学》，2017年;土井：10.1002 / 2016RS006106

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