يصل الغلاف الحراري للأرض إلى أعلى درجة حرارة منذ 20 عامًا بعد تعرضه للقصف من قبل العواصف الشمسية
ضرب الغلاف الحراري للأرض مؤخرًا a قرب ذروة درجات الحرارة لمدة 20 عامًا بعد امتصاص الطاقة من العواصف المغناطيسية الأرضية التي ضربت الأرض هذا العام. يحذر الخبراء من أن درجة الحرارة في ثاني أعلى طبقة من الغلاف الجوي من المرجح أن تستمر في الارتفاع خلال السنوات القليلة المقبلة مع زيادة نشاط الشمس ، مما قد يؤثر على الأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض.
يمتد الغلاف الحراري من أعلى طبقة الميزوسفير ، على ارتفاع حوالي 53 ميلاً (85 كيلومترًا) فوق سطح الأرض ، إلى قاع الغلاف الخارجي ، والذي يبدأ عند حوالي 372 ميلاً (600 كيلومتر) فوق سطح الأرض ، وفقًا لـ ناسا. ما وراء الغلاف الخارجي هو الفضاء الخارجي.
لأكثر من 21 عامًا ، قامت وكالة ناسا بقياس درجة حرارة الغلاف الحراري عبر الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من جزيئات ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتريك. يقوم العلماء بتحويل البيانات التي تم جمعها بواسطة القمر الصناعي Thermosphere و Ionosphere و Mesosphere و Energetics و Dynamics (TIMED) التابع لناسا ، إلى مؤشر مناخ الغلاف الجوي (TCI) ، والتي تُقاس بوحدة تيراواط أو TW. (1 تيراواط يساوي 1 تريليون واط.)
بلغت قيمة TCI ، التي ارتفعت في 10 مارس ، ذروتها عند 0.24 تيراواط ، مارتن ملينجاكقال الباحث البارز في مهمة TIMED في مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا في فيرجينيا ومؤسس TCI ، لـ Live Science. كانت آخر مرة وصل فيها مؤشر جزر تركس وكايكوس إلى هذا الارتفاع في 28 ديسمبر 2003. (تم تقديم بيانات ارتفاع درجة الحرارة إلى مجلة ولكن لم تتم مراجعتها بعد من قبل الأقران).
متعلق ب: 10 عواصف شمسية أطاحت بنا في عام 2022
نتج ارتفاع درجة الحرارة عن ثلاث عواصف مغنطيسية أرضية في يناير وفبراير – اضطرابات كبيرة في المجال المغناطيسي للأرض نتجت عن قطع من البلازما الممغنطة سريعة الحركة ، والمعروفة باسم القذف الكتلي الإكليلي (CMEs) ، وفي كثير من الأحيان عن طريق تيارات من الجسيمات عالية الشحنة ، والمعروفة باسم الرياح الشمسية ، وكلاهما يبصق من قبل شمس.
وقال ملينجاك “هذه العواصف تودع طاقتها في الغلاف الحراري وتتسبب في تسخينه”. “يؤدي التسخين المتزايد إلى زيادة مستويات انبعاث الأشعة تحت الحمراء من أكسيد النيتريك وثاني أكسيد الكربون في الغلاف الحراري.” وأضاف أن انبعاثات الأشعة تحت الحمراء بعد العاصفة عادة ما تبرد الغلاف الحراري ، ولكن عندما تعود العواصف إلى الوراء ، تظل درجة الحرارة مرتفعة.
منذ الارتفاع ، ضرب ما لا يقل عن عاصفتين مغناطيسيتين أرضيتين كوكبنا – واحدة في 24 مارس ، والتي كانت أقوى عاصفة شمسية تضرب الأرض منذ أكثر من ست سنوات، وعاصفة أخرى قوية بنفس القدر في 24 أبريل. وقال Mlynczak إن قيم TCI التي أعقبت هذه العواصف ظلت مرتفعة ولكنها لم تتجاوز ذروة مارس.
تصبح العواصف المغنطيسية الأرضية أكثر تواترًا وشدة خلال الحد الأقصى للشمس ، وهي جزء من الدورة الشمسية التي تبلغ 11 عامًا تقريبًا والتي تكون فيها الشمس أكثر نشاطًا وتغطيها البقع الشمسية المظلمة وحلقات البلازما التي تنفث CMEs والرياح الشمسية.
وقال ملينجاك إنه نتيجة لذلك ، يتبع الغلاف الحراري للأرض أيضًا دورة مدتها 11 عامًا تقريبًا. علماء حكوميون من وكالة ناسا و NOAA توقع أن يصل الحد الأقصى القادم للطاقة الشمسية في عام 2025، مما يعني أن اتجاه الاحترار سيستمر على الأرجح خلال السنوات القليلة القادمة.
قال ملينجاك إن التغييرات في الغلاف الحراري يمكن أن تشكل تحديات للأقمار الصناعية في مدار أرضي منخفض يتم وضعها حول الحدود العليا للغلاف الحراري.
قال ملينجاك: “يتمدد الغلاف الحراري مع ارتفاع درجة حرارته” ، مما يؤدي إلى “زيادة السحب الديناميكي الهوائي على جميع الأقمار الصناعية وعلى الحطام الفضائي”. وقال إن هذا السحب المتزايد يمكن أن يسحب الأقمار الصناعية بالقرب من الأرض ، مما قد يتسبب في اصطدام الأقمار الصناعية ببعضها البعض أو تسقط تماما من المداركما فعلت أقمار سبيس إكس ستارلينك في فبراير 2022 بعد عاصفة مغناطيسية أرضية مفاجئة.
يمكن لمشغلي الأقمار الصناعية تجنب هذه المشكلات عن طريق وضع مركباتهم الفضائية في مدار أعلى عند الحاجة ، ولكن عدم القدرة على التنبؤ بطقس الفضاء يجعل من الصعب معرفة متى تكون هذه المناورات مطلوبة حتى فوات الأوان في كثير من الأحيان.
يمكن أن يصل الحد الأقصى للطاقة الشمسية في وقت أقرب مما كان متوقعًا. نشرت دراسة حديثة في 30 يناير في المجلة الحدود في علم الفلك وعلوم الفضاء يشير إلى أن ذروة النشاط الشمسي يمكن أن تصل في وقت مبكر في أواخر عام 2023 وتكون أقوى مما كان متوقعًا في البداية. إذا تم تنفيذ هذا السيناريو ، فسيزداد خطر حدوث كارثة قمر صناعي.
ومع ذلك ، على مدى فترات زمنية أطول ، تنخفض درجات الحرارة في الغلاف الحراري ، بسبب زيادة ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الحراري بسبب تغير المناخ يزيد من انبعاثات الأشعة تحت الحمراء في الفضاء ، دراسة نُشرت في المجلة في 8 مايو علوم الغلاف الجوي والكواكب للأرض وجد.
