Wrażenia artysty na temat zorzy ziemskich. Źródło zdjęcia: NASA Kliknij, aby powiększyć
Naukowcy z NASA i National Science Foundation odkryli sposób łączenia obserwacji naziemnych i kosmicznych, aby stworzyć niespotykany widok zakłóceń górnej atmosfery podczas burz kosmicznych.
Duże, globalne zakłócenia przypominają fronty pogodowe. Tworzą się w zelektryfikowanej górnej atmosferze Ziemi podczas burz kosmicznych. Zakłócenia wynikają z pióropuszy zelektryfikowanej plazmy, które tworzą się w jonosferze. Gdy smugi plazmy przechodzą nad głową, utrudniają komunikację radiową niskiej i wysokiej częstotliwości oraz opóźniają sygnały nawigacyjne Globalnego Systemu Pozycjonowania.
„Wcześniej wydawały się przypadkowymi zdarzeniami” - powiedział John Foster, zastępca dyrektora Obserwatorium Haystacka Massachusetts Institute of Technology. Jest głównym badaczem wspieranej przez Fundację Obserwatorium Millstone Hill, Wesford, Massachusetts.
„Ludzie wiedzieli, że nastąpiła burza kosmiczna, która musiała zakłócić ich system, ale nie mieli pojęcia, dlaczego” - powiedział Tony Mannucci, nadzorca grupy Ionospheric and Atmospheric Remote Sensing w NASA's Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, Kalifornia. „Teraz wiemy, że to nie tylko chaos; jest przyczyna i skutek. Zaczynamy tworzyć pełny obraz, który ostatecznie pozwoli nam przewidzieć burze kosmiczne. ”
Prognozowanie pogody kosmicznej jest głównym celem Narodowego programu pogody kosmicznej z udziałem NASA, fundacji i kilku innych agencji federalnych. Stworzony przez naukowców widok pozwolił im powiązać ruch pióropuszy z procesami uwalniającymi plazmę w przestrzeń kosmiczną. „Odkrywanie tego połączenia jest jak odkrywanie ruchu zimnych frontów odpowiedzialnych za nagłe burze”, powiedział Jerry Goldstein, główny naukowiec z Southwest Research Institute w San Antonio.
Ponieważ występowanie pióropuszów plazmy w jonosferze zakłóca sygnały GPS, zapewniają one ciągły monitoring tych zaburzeń. Naukowcy odkryli związek między danymi GPS a zdjęciami satelitarnymi plazmyfery. Plazmosfera to chmura plazmy otaczająca Ziemię nad jonosferą. Obserwuje się to od Imager NASA for Magnetopause do satelity Aurora Global Exploration. Naukowcy odkryli, że ruch pióropuszów jonosferycznych odpowiada wyrzuceniu plazmy z plazmy w czasie burz kosmicznych.
Połączone obserwacje pozwoliły na zbudowanie podstawowego obrazu procesów podczas burz kosmicznych, gdy pole magnetyczne Ziemi jest buforowane przez gorącą plazmę od Słońca. Gdy plazma słoneczna przepływa, wytwarza pole elektryczne, które jest przekazywane do plazmasfery i jonosfery. To pole elektryczne napędza plazmę jonosferyczną i plazmatyczną do przestrzeni kosmicznej. Po raz pierwszy naukowcy mogą bezpośrednio połączyć plazmę obserwowaną w jonosferze z pióropuszami plazmasfery, które rozciągają się w przestrzeni wielu tysięcy kilometrów.
„Wiemy również, że zaburzenia te występują najczęściej między południem a zmierzchem oraz między średnimi a dużymi szerokościami geograficznymi, ze względu na globalną strukturę pól elektrycznych i magnetycznych podczas burz kosmicznych”, powiedział Anthea Coster z Obserwatorium Haystack. „Pomiary naziemne i kosmiczne oraz pomiary in situ pozwalają naukowcom zrozumieć jonosferę-termosferę-magnetosferę jako system sprzężony”.
Pióropusze degradują sygnały GPS na dwa podstawowe sposoby. Po pierwsze, powodują błąd pozycji przez opóźnienie propagacji sygnałów GPS. Po drugie, wywoływane przez nie turbulencje powodują, że odbiorniki tracą sygnał w wyniku zjawiska zwanego scyntylacją. Jest podobny do pozornego migotania gwiazd spowodowanego turbulencjami atmosferycznymi.
Naukowcy prezentują wyniki dzisiaj podczas spotkania American Geophysical Union w San Francisco w Kalifornii. Informacje na temat pogody kosmicznej i innych badań w Internecie można znaleźć na stronie:
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/cold_front.html
Oryginalne źródło: NASA News Release
