Um debate intrigante da atmosfera superior da Terra

fonte:

http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/2010/15jul_thermosphere/

Tradução do Google

15 julho de 2010:  pesquisadores financiados pela NASA está monitorando um grande evento na atmosfera do nosso planeta. Bem acima da superfície da Terra, onde a atmosfera encontra o espaço, uma camada de gás rarefeita denominado "termosfera", recentemente entrou em colapso e agora está recuperando novamente.

Camadas superiores da atmosfera da Terra. Crédito: John Emmert NRL /. [ampliar imagem]

"Esta é a maior contração da termosfera em pelo menos 43 anos", diz John Emmert do Laboratório de Pesquisa Naval, autor de um documento anunciando a conclusão da 19 edição de junho da Geophysical Research Letters (GRL). "É um espaço recorde Idade".

O colapso aconteceu durante o mínimo solar da profunda 2008-2009, fato que vem como surpresa para os pesquisadores. A termosfera sempre esfria e contratos, quando a atividade solar é baixo. Neste caso, porém, a magnitude do colapso foi 2-3 vezes maior que a baixa atividade solar poderia explicar.

"Alguma coisa está acontecendo que não entendemos", diz Emmert.

A termosfera varia em altitude de 90 km a 600 + km. É um reino de meteoros, auroras e satélites, o que percorrer a termosfera, a Terra círculo eles. É também onde a radiação solar faz o primeiro contato com o nosso planeta. A termosfera intercepta ultravioleta extrema (EUV) fótons do Sol antes que eles possam alcançar o solo. Quando a atividade solar é alta, EUV solar aquece a termosfera, fazendo com que inchar como um marshmallow detidos durante uma fogueira. (Este aquecimento pode elevar as temperaturas tão elevadas como 1400 K-daí o nome thermoesfera.) Quando a atividade solar é baixa, o oposto acontece.

Ultimamente, a atividade solar tem sido muito baixa. Em 2008 e 2009, o sol mergulhou no mínimo século classe solar. As manchas solares eram escassos, as chamas solares quase inexistente, ea radiação solar EUV estava em baixa. Os pesquisadores logo voltaram sua atenção para a termosfera para ver o que iria acontecer.

Estes gráficos mostram como a densidade da termosfera
 (a uma altura de 400 km fiducial) foi encerado e diminuiu
 durante os últimos quatro ciclos solares. 
Frames (a) e (c) são a densidade, estrutura (b)
 é a intensidade do sol de rádio no comprimento
 de onda de 10,7 cm, um indicador chave da atividade
 solar. Observe o círculo amarelo região.
 Em 2008 e 2009, a densidade da termosfera 
foi 28% menor do que expectativas estabelecidas
 pelos mínimos solar anterior. 
Crédito: Emmert et al.(2010), Geophys. Res. Lett., 37, L12102.

Como você sabe o que está acontecendo todo o caminho até na termosfera?

Emmert usa uma técnica inteligente: Como os satélites sentir o arrasto aerodinâmico quando se movem através da termosfera, é possível monitorar as condições ali assistindo decaimento de satélites. Ele analisou as taxas de decomposição de mais de 5000 satélites variam de altitude entre 200 e 600 km e varia no tempo entre 1967 e 2010. Isso proporcionou uma amostragem do espaço-tempo único de densidade termosféricos, temperatura e pressão, que abrange quase todo o espaço Idade. Desta forma, ele descobriu que o colapso termosféricos de 2008-2009 não foi apenas maior do que qualquer queda anterior, mas também maior do que o sol sozinho poderia explicar.

Uma explicação possível é o dióxido de carbono (CO₂).

Um vídeo NCAR mostra como o dióxido de carbono aquece a atmosfera inferior, mas esfria a atmosfera superior. [mais]

Quando o dióxido de carbono entra na termosfera, ele age como um refrigerante, o derramamento de calor através de radiação infravermelha. É amplamente conhecido que o CO₂níveis, têm vindo a aumentar na atmosfera do planeta. Extra CO₂ na termosfera poderia ter ampliado a ação de resfriamento de, no mínimo solar.

"Mas os números não acrescentar muito", diz Emmert."Mesmo quando tomamos CO₂ em conta, usando o nosso melhor entendimento de como ele funciona como um refrigerante, não podemos explicar completamente termosfera é o colapso. "

De acordo com Emmert e colegas, baixa contas solar EUV cerca de 30% do colapso. Extra CO₂ é responsável por pelo menos mais 10%. Isso deixa cerca de 60% desaparecidas.

Em seu papel GRL, os autores reconhecem que a situação é complicada. Há mais do que apenas solar EUV e terrestre de CO₂. Por exemplo, as tendências do clima global pode alterar a composição da termosfera, alterando suas propriedades térmicas e da forma como ele responde a estímulos externos. A sensibilidade global da termosfera a radiação solar poderia realmente estar aumentando.

"As anomalias de densidade", escreveram eles, "pode significar que uma como-ainda-não identificado ponto climatológicos tombamento envolvendo o balanço energético e feedbacks química foi atingido."

Ou não.

indícios importantes podem ser encontrados na forma como a termosfera rebotes. mínimo solar está agora a chegar ao fim, a radiação EUV está em ascensão, e termosfera está fumando de novo.Exatamente como as receitas de recuperação poderia desvendar as contribuições das fontes solar versus terrestre.

"Continuaremos a monitorar a situação", diz Emmert.

Para obter mais informações, consulte Emmert, JT, JL Lean, e Picone JM (2010), registro de baixa densidade termosféricos durante o mínimo solar de 2008, Geophys. Res. Lett., 37, L12102.