وصل الغلاف الحراري للأرض مؤخرًا إلى ذروة درجات الحرارة لمدة 20 عامًا تقريبًا 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 لوكالة 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 ثاني أكسيد الكربون وجزيئات أكسيد 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) ، والذي يُقاس بوحدة تيراواط أو TW. (1 تيراواط يساوي 1 تريليون واط.)
قال مارتن ملينجاك ، الباحث الرائد في مهمة TIMED في مركز لانغلي للأبحاث التابع لوكالة ناسا في فيرجينيا ومؤسس مركز جزر المحيط الهادئ ، لـ Live Science ، إن قيمة TCI ، التي ارتفعت في 10 مارس ، بلغت ذروتها عند 0.24 تيراواط. كانت آخر مرة وصل فيها مؤشر جزر تركس وكايكوس إلى هذا المستوى المرتفع في 28 ديسمبر 2003. (تم تقديم بيانات ارتفاع درجة الحرارة إلى إحدى المجلات ولكن لم تتم مراجعتها بعد من قبل الزملاء).
متعلق ب: الغلاف الجوي للأرض: حقائق حول الغطاء الواقي لكوكبنا
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 بفعل الشمس.
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 مغنطيسيتين أرضيتين كوكبنا – واحدة في 24 مارس ، والتي كانت أقوى عاصفة شمسية تضرب الأرض لأكثر من ست سنوات ، وعاصفة أخرى بنفس القوة في 24 أبريل. قيم جزر تركس وكايكوس بعد هذه وقال ملينجاك إن العواصف ظلت مرتفعة لكنها لم تتجاوز ذروة مارس آذار.
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. توقع علماء حكوميون من وكالة ناسا والإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي أن الحد الأقصى القادم للطاقة الشمسية سيصل في عام 2025 ، مما يعني أن اتجاه الاحترار سيستمر على الأرجح خلال السنوات القليلة المقبلة.
قال Mlynczak 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 سقوطها تمامًا عن المدار ، كما 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.
قصص ذات الصلة:
– مهمة ناسا المخططة إلى “الغلاف الجهل” يمكن أن تحسن توقعات الطقس الفضائي
– يمكن أن تساعد الثقوب الموجودة في الغلاف الجوي للشمس في التنبؤ بالطقس الفضائي على الأرض
– قد يصل النشاط الشمسي إلى ذروته قبل عام واحد مما كان يعتقد. هذا ما يعنيه ذلك بالنسبة لنا
يمكن أن يصل الحد الأقصى للطاقة الشمسية في وقت أقرب مما كان متوقعًا. تشير دراسة حديثة نُشرت في 30 يناير في مجلة Frontiers in Astronomy and Space Sciences 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 ، لأن فائض ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الحراري بسبب تغير المناخ يزيد من انبعاثات الأشعة تحت الحمراء في الفضاء ، وفقًا لدراسة أجريت في 8 مايو في مجلة Earth Atmospheric and Planetary Sciences.
نُشرت في الأصل على LiveScience.com.