Ветры на краю космоса удивительно похожи на те, что вблизи поверхности Земли
Атмосфера Земли приходит в неистовство и растворяется в пустоте космоса, однако новое исследование обнаружило среди турбулентности течения, которые пугающим образом отражают ветры, кружащиеся ближе к поверхности, намекая на скрытые силы, которые их связывают.
>
Эти новые знания могут дать нам лучшее понимание экологических систем, которые циркулируют по всему миру, и улучшить космические и земные прогнозы погоды, говорит группа исследователей из Университета Ростока в Германии и Университета Кюсю в Японии.
Когда мы говорим здесь «пространство», мы говорим о термосфере, на высоте около 80–550 километров (50–342 миль) над уровнем моря. Это не космическое пространство, но именно здесь вращаются Международная космическая станция и большинство спутников, а также здесь формируются полярные сияния.
Слой диффузных газов находится над нижними слоями атмосферы Земли и состоит из тропосферы (с поверхности примерно до 12 километров или 7,5 миль вверх) и стратосферы (которая представляет собой слой между тропосферой и термосферой).
Среди порывов и вихрей ветров внутри каждого слоя существуют более крупные статистические закономерности, которые можно использовать чтобы определить более глубокую механику метеорологии.
До сих пор структура термосферы была в значительной степени неисследована. Новые результаты идентифицируют закономерности, которые отражают аналогичные структуры, которые были измерены далеко внизу.
«Это. Это означает, что и термосфера, и тропосфера, несмотря на совершенно разные составы и динамику атмосферы, подчиняются одним и тем же физическим законам», — говорит учёный-космонавт Хуйсинь Лю из Университета Кюсю.
«Как энергия течет и рассеивается в эти два региона очень похожи».
Чтобы прийти к этим выводам, команда проанализировала поперечные ветры в термосфере, используя спутниковые данные, полученные с помощью мини-спутника «Сложный вызов», а также исследования гравитационного поля и стационарной циркуляции океана.
В своем анализе исследователи использовали так называемые структурные функции третьего порядка – статистические инструменты, которые могут помочь выявить закономерности в ветрах и турбулентности – обнаружив, что, несмотря на различные условия в каждом слое атмосферы, многие правила остались прежними.
Более того, тенденция ветров вращаться в одном направлении (циклоническое движение) была одинаковой в термосфере и нижних слоях атмосферы: против часовой стрелки в Северном полушарии и по часовой стрелке в Южное полушарие.
«Это говорит о том, что в основе могут иметь место схожие механизмы крупномасштабной турбулентности», — пишут исследователи в своей опубликованной статье.
Мы еще многое не знаем. понимать динамику атмосферы в ближнем космосе, и важно заполнить эти пробелы в наших знаниях: части атмосферы, расположенные ближе к космосу, более восприимчивы к таким явлениям, как солнечные бури, и нам необходимо заранее знать о любых потенциальных опасностях.
Эти результаты также используются в моделях изменения климата, которые служат основой для наших прогнозов о том, как погодные системы могут развиваться в ближайшие десятилетия. Теперь мы знаем, что, по крайней мере, что касается турбулентности, изменения в атмосфере Земли могут точно соответствовать изменениям в космосе.
«Подобно прогнозированию атмосферной погоды, понимание распределения энергии в термосфере жизненно важно для расширять наше понимание космической динамики», — говорит Лю.
«Мы надеемся, что эти результаты могут быть использованы для улучшения прогнозирования космической погоды и обеспечения непрерывной функциональности и безопасности спутниковых технологий, необходимых для повседневной жизни».
Исследование было опубликовано в журнале Geophysical Research Letters.
