研究者たちは、この地球の天気と宇宙の天気との関係を発見しました。電離層と下層大気が数百キロ離れているため、これは驚くべき発見です。
NASAの衛星による新しい結果によると、地球上の天気は、電離層として知られている、帯電した上層大気で高く発生している宇宙天気と驚くべき関係があります。
「この発見は、電離層の乱流の予測を改善するのに役立ちます。これは、無線送信と全地球測位システムからの信号の受信を妨害する可能性があります」と発表された研究に関する論文の筆頭著者であるカリフォルニア大学バークレー校のトーマス・イメルは述べました地球物理学研究レターの8月11日。
研究者たちは、南アメリカ、アフリカ、東南アジアで激しい雷雨の活動によって生成された空気の潮汐が電離層の構造を変化させていることを発見しました。
電離層は太陽のX線と紫外線によって形成され、上層大気の原子と分子を分解して、プラズマと呼ばれる帯電したガスの層を作り出します。電離層の最も密度の高い部分は、ほぼ250マイルの高さで、赤道の近くに2つのプラズマバンドを形成します。 2002年3月20日から4月20日まで、NASAのImager for MagnetopauseからAurora Global Exploration（IMAGE）衛星に搭載されたセンサーが、紫外光で光るこれらのバンドを記録しました。
チームは、IMAGEの写真を使用して、電離層の密度が平均のほぼ2倍である4組の明るい領域を発見しました。明るいペアの3つは、南アメリカのアマゾン盆地、アフリカのコンゴ盆地、インドネシアの雷雨の多い熱帯雨林の上にありました。太平洋の上に4番目のペアが現れました。研究者達は、全球規模波動モデルと呼ばれるコロラド州ボルダーの国立大気研究センターが開発したコンピューターシミュレーションを使用して、3つの熱帯雨林地域の雷雨が大気中に潮汐を生み出すことを確認しました。
電離層のプラズマバンドとの関係は、雷雨によるこれらの潮流が電離層に直接影響を与えることができないため、最初は科学者を驚かせました。電離層内のガスは単純に薄すぎます。地球の重力は、大気のほとんどを地表近くに保ちます。雷雨は、赤道上約10マイルに広がる低層大気または対流圏で発生します。プラズマ帯のガスは、対流圏よりも約100億倍密度が低くなっています。波は、上空の大気中の原子と衝突して伝播する必要がありますが、プラズマバンドが形成される電離層は非常に薄いため、原子がそこで衝突することはほとんどありません。
しかし、研究者たちは、潮汐がプラズマバンドを形成するバンドの下の大気の層を変更することによって、プラズマバンドに間接的に影響を与える可能性があることを発見しました。プラズマバンドの下では、E層と呼ばれる電離層の層が日中に部分的に帯電します。この領域は、高高度の風が地球の磁場を横切るE層のプラズマを吹くときに、その上にプラズマバンドを作成します。プラズマは帯電しているため、地球の磁場を横切るプラズマの動きは発電機のように働き、電場を作り出します。この電界により、上記のプラズマが2つのバンドに形成されます。 E層プラズマの動きを変化させるものはすべて、それらが生成する電界も変化させ、それによって上記のプラズマバンドが再形成されます。
地球規模の波モデルは、潮が地球の約62から75マイル上でE層にエネルギーを放出することを示しました。これにより、そこでプラズマ電流が乱され、電界が変化し、上のプラズマバンドに高密度の明るいゾーンが作成されます。
「強い雷雨の活動に関連しない太平洋上の明るいゾーンの1つのペアは、混乱が地球の周りに伝播していることを示しており、これは、特定された地表の天候から宇宙天気への最初の世界的な影響となっています。」とインメルは言いました。 「電離層擾乱の正確な予測には、熱帯気候からのこの影響を組み込む必要があることを私たちは今知っています。」
「この発見は、宇宙嵐に大きな影響を与える可能性のある地球上の4つのセクターを特定し、宇宙天気に直接的な影響を与えます。北米はこれらのセクターの1つに属しており、それが米国が宇宙天気イベント中に独特の極端な電離層条件に苦しんでいる理由を説明するのに役立つかもしれません。
NASAの熱圏電離層中間圏エネルギーおよびダイナミクス（TIMED）衛星による2002年3月20日から4月20日までの測定では、プラズマバンドに密なゾーンが存在することが確認されています。研究者は今、季節やハリケーンなどの大規模なイベントで効果が変化するかどうかを理解したいと考えています。
研究はNASAによって資金を供給されました。 National Center for Atmospheric Researchは、バージニア州アーリントンのNational Science Foundationが主催しています。
チームには、インメル、スコットイングランド、スティーブンメンデ、カリフォルニア大学バークレー校のハラルドフレイが含まれます。国立情報通信技術研究所の佐川栄一、東京ユタ州ローガンのユタ州立大学のシドヘンダーソンとチャールズスウェンソン。国立大気研究センター、コロラド州ボルダーのマウラ・ハーガン。ジョンズホプキンス大学応用物理学研究所、ローレル、メリーランド州のラリーパクストン。
元のソース：NASAニュースリリース
