Νέες μετρήσεις από δορυφόρο της NASA δείχνουν μια δραματική ψύξη στην ανώτερη ατμόσφαιρα που συσχετίζεται με τη φθίνουσα δραστηριότητα του τρέχοντος ηλιακού κύκλου. Για πρώτη φορά, οι ερευνητές μπορούν να δείξουν μια έγκαιρη σύνδεση μεταξύ του Ήλιου και του κλίματος της θερμόσφαιρας της Γης, της περιοχής πάνω από 100 km, ένα ουσιαστικό βήμα για την πραγματοποίηση ακριβών προβλέψεων της κλιματικής αλλαγής στην υψηλή ατμόσφαιρα. Αυτό το εύρημα συσχετίζεται επίσης με μια θεμελιώδη πρόβλεψη της θεωρίας της κλιματικής αλλαγής που λέει ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα θα κρυώσει ως απόκριση στην αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα.
Η θερμόσφαιρα και η μεσόσφαιρα της Γης ήταν οι λιγότερο εξερευνημένες περιοχές της ατμόσφαιρας, στην πραγματικότητα μερικοί την ονόμασαν «αγνοόσφαιρα». Η αποστολή της NASA Thermosphere-Ionosphere-Mesosphere Energetics and Dynamics (TIMED) αναπτύχθηκε για την εξερεύνηση της γήινης ατμόσφαιρας πάνω από 60 km υψόμετρο και εκτοξεύτηκε τον Δεκέμβριο του 2001. Ένα από τα τέσσερα όργανα της αποστολής TIMED, το Sounding of the Atmosphere χρησιμοποιώντας Broadband Emission Radiometry Το όργανο (SABER), σχεδιάστηκε ειδικά για τη μέτρηση του ενεργειακού προϋπολογισμού της μεσόσφαιρας και της κατώτερης θερμόσφαιρας. Το σύνολο δεδομένων SABER καλύπτει τώρα δεδομένα οκτώ ετών και έχει ήδη παράσχει κάποια βασική εικόνα για τον προϋπολογισμό θερμότητας της θερμόσφαιρας σε ποικίλες χρονικές κλίμακες.
Η έκταση των σημερινών ελάχιστων ηλιακών συνθηκών έχει δημιουργήσει μια μοναδική κατάσταση για τα πρόσφατα σύνολα δεδομένων SABER. Το τέλος του ηλιακού κύκλου 23 έδωσε την ευκαιρία να μελετηθεί η ψύξη με ακτινοβολία στη θερμόσφαιρα κάτω από εξαιρετικά ήρεμες συνθήκες.
«Ο Ήλιος βρίσκεται σε μια πολύ ασυνήθιστη περίοδο», δήλωσε ο Marty Mlynczak, συνεργάτης κύριος ερευνητής του SABER και ανώτερος ερευνητής στη NASA Langley. «Η θερμόσφαιρα της Γης ανταποκρίνεται αξιοσημείωτα — έως μια τάξη μεγέθους μείωση στην υπέρυθρη εκπομπή/ψύξη ακτινοβολίας από ορισμένα μόρια».
Οι μετρήσεις TIMED δείχνουν μείωση της ποσότητας υπεριώδους ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον Ήλιο. Επιπλέον, η ποσότητα της υπέρυθρης ακτινοβολίας που εκπέμπεται από την ανώτερη ατμόσφαιρα από τα μόρια του μονοξειδίου του αζώτου έχει μειωθεί σχεδόν κατά 10 φορές από τις αρχές του 2002. Αυτές οι παρατηρήσεις υποδηλώνουν ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα έχει κρυώσει σημαντικά από τότε. Η ερευνητική ομάδα αναμένει ότι η ατμόσφαιρα θα θερμανθεί ξανά καθώς η ηλιακή δραστηριότητα θα αρχίσει να αυξάνεται τον επόμενο χρόνο.
Αν και αυτή η θέρμανση δεν έχει επιπτώσεις στην κλιματική αλλαγή στην τροπόσφαιρα, μια θεμελιώδης πρόβλεψη της θεωρίας της κλιματικής αλλαγής είναι ότι η ανώτερη ατμόσφαιρα θα κρυώσει ως απόκριση στην αύξηση του διοξειδίου του άνθρακα. Οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα μπορεί να θερμαίνουν την κατώτερη ατμόσφαιρα, αλλά ψύχουν την ανώτερη ατμόσφαιρα, λόγω της πυκνότητας του ατμοσφαιρικού στρώματος.
Καθώς η ατμόσφαιρα ψύχεται, η πυκνότητα θα αυξηθεί, κάτι που τελικά μπορεί να επηρεάσει τις λειτουργίες των δορυφόρων μέσω της αυξημένης αντίστασης με την πάροδο του χρόνου.
Το σύνολο δεδομένων SABER είναι η πρώτη παγκόσμια, μακροπρόθεσμη και συνεχής καταγραφή των εκπομπών μονοξειδίου του αζώτου (NO) και διοξειδίου του άνθρακα (CO2) από τη θερμόσφαιρα.
«Προτείνουμε ότι το σύνολο δεδομένων της ακτινοψύξης της θερμόσφαιρας από NO και CO2 αποτελεί ένα πρώτο αρχείο κλιματικών δεδομένων για τη θερμόσφαιρα», λέει ο Mlynczak.
Τα δεδομένα TIMED παρέχουν ένα αρχείο θεμελιωδών κλιματικών δεδομένων για την επικύρωση κλιματικών μοντέλων στην ανώτερη ατμόσφαιρα, το οποίο είναι ένα ουσιαστικό βήμα για την πραγματοποίηση ακριβών προβλέψεων της κλιματικής αλλαγής στην υψηλή ατμόσφαιρα. Το SABER παρέχει τις πρώτες μακροπρόθεσμες μετρήσεις της φυσικής μεταβλητότητας σε βασικούς όρους του κλίματος της ανώτερης ατμόσφαιρας. Καθώς η αποστολή TIMED συνεχίζεται, αυτά τα δεδομένα που προέρχονται από το SABER θα γίνουν σημαντικά για την αξιολόγηση των μακροπρόθεσμων αλλαγών λόγω της αύξησης του διοξειδίου του άνθρακα στην ατμόσφαιρα.
Τα ευρήματα παρουσιάστηκαν στη φθινοπωρινή συνάντηση της Αμερικανικής Γεωφυσικής Ένωσης στο Σαν Φρανσίσκο.
Πηγή: NASA Langley