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地球熱層迎20年來最高溫 這跟最近的高溫天氣有關係嗎?

發布時間:2023-07-13 15:37:00來源: 華西都市報

  7月4日、5日和6日,是地球有記錄以來氣溫最高的三天,特別是7月6日,地球表麵以上2米的全球平均氣溫達到17.23℃,是自19世紀50年代有儀(yi) 器記錄以來,地球上最熱的一天。要知道,地球上一次如此炎熱,還是在大約12萬(wan) 年前的艾木間冰期。

  實際上,2023年,除了地球氣溫已經爆表,在地表之外的地球熱層,也迎來了20年來最高溫。根據NASA(美國國家航空航天局)的數據,地球熱層在吸收了太陽風暴的能量之後,溫度也達到了近20年的峰值。

  NASA預計,一次大規模的太陽風暴不久將會(hui) 再次衝(chong) 擊地球,美國包括馬裏蘭(lan) 州在內(nei) 的13個(ge) 州都可以看到因為(wei) 此次太陽風暴而產(chan) 生的極光。

  熱層很熱但總能量不高

  地球熱層達到20年來最高溫,這與(yu) 氣溫有沒有關(guan) 係呢?答案是沒有關(guan) 係。

  “要解答這個(ge) 問題,首先是要了解什麽(me) 是熱層。”7月10日,中科院地質與(yu) 物理研究所研究員任誌鵬這樣告訴華西都市報、封麵新聞記者。

  根據大氣的垂直運動和對能量吸收等多種性質,大氣分成了多個(ge) 層次。從(cong) 地麵往上分別為(wei) 對流層、平流層、中間層和熱層。一般來說,熱層是指距地麵85公裏高度以上的大氣層,能到這個(ge) 高度的人類飛行器基本隻有火箭和人造衛星等。

  “熱層的能量來源主要是吸收太陽波長很短的紫外輻射,主要集中在遠紫外輻射和極紫外輻射上。我們(men) 近地麵的溫度一般是300開爾文,也就是27攝氏度左右;熱層的溫度普遍最低在600開爾文(約326攝氏度),高的時候能夠達到1500開爾文(約1226攝氏度),甚至可以超過2000開爾文(約1726攝氏度),溫度遠比地麵要高。”任誌鵬介紹,熱層的能量來得快,散得也快,“它的儲(chu) 存效應一般沒有那麽(me) 強,隻能持續幾天,熱層溫度因太陽輻射的強度而變化。”

  雖然熱層的溫度遠超近地麵溫度,但是對於(yu) 氣溫卻沒有什麽(me) 影響。任誌鵬介紹說:“大氣隨著高度的上升,密度呈指數級下降。衛星之所以能夠在天上長時間地飛,也跟熱層密度很低有關(guan) 。因此,熱層溫度雖然很高,但總能量是有限的。而且它起到了一個(ge) 保護層的作用,把對我們(men) 人類有害的很多高能粒子、高能射線都吸收掉了,所以跟地麵溫度沒有太大關(guan) 係。”

  太陽活動可能進一步增強

  為(wei) 什麽(me) 今年熱層溫度達到了20年來的峰值?

  任誌鵬研究員表示,提到大氣熱層,一般都跟太陽活動周有關(guan) 係。太陽的活動指數有一個(ge) 近似11年的周期,而NASA提到的這個(ge) 20年,實際上是因為(wei) 上個(ge) 有著明顯太陽活動高年的太陽活動周(即上上個(ge) 太陽活動周),基本在2003年左右就結束了;緊跟著的太陽活動周裏,太陽活動整體(ti) 偏弱,該強的時候沒強起來,導致太陽的紫外輻射整體(ti) 偏弱。在上個(ge) 太陽活動周中,甚至還有人類進入空間時代以來太陽輻射最低的兩(liang) 個(ge) 年份——2008年和2009年。

  “這個(ge) 20年的計算主要是從(cong) 上上個(ge) 太陽活動周後期、上一個(ge) 太陽活動周的整個(ge) 周期,以及目前這個(ge) 太陽活動周的起始階段,由這三段組成的。由於(yu) 上一個(ge) 太陽活動周的活動偏弱,導致今年就顯得很強。實際上,目前的太陽活動跟2003年的強度差不多,還沒有到最強的時候,之後的太陽活動還有進一步增強的可能。”

  對航天活動的影響增加

  雖然熱層的溫度上升,對於(yu) 人類的正常活動影響有限,但是對於(yu) 航天活動卻有不小的影響。任誌鵬研究員在談到這個(ge) 問題的時候再三提醒:“由於(yu) 上個(ge) 周期的太陽活動較弱,對於(yu) 航天的影響也較小,但是進入新的周期,太陽活動已經恢複到了正常水平,因此對於(yu) 航天活動還需更加小心地驗證。”

  “很多衛星飛行高度相對較低,因此大氣阻力就成為(wei) 了決(jue) 定衛星壽命的重要因素。”任誌鵬說,“熱層的溫度上升,對應的就是密度會(hui) 劇烈增加,導致這些衛星的壽命成倍縮短。”

  2022年初,馬斯克的星鏈由於(yu) 受到地磁暴的影響,一次性墜毀了幾十顆衛星,就是吃了這個(ge) 虧(kui) 。當時,星鏈很可能就是以上個(ge) 周期太陽活動偏弱的數據為(wei) 基礎,設計了一個(ge) 較為(wei) 經濟的方案,沒想到熱層的普通擾動就導致了數十顆衛星墜落。

  “其實這也是一個(ge) 警示。”任誌鵬說,“現在太陽活動已經基本恢複到了正常狀態,近年來我國的航天活動也在不斷增加,對於(yu) 這方麵警示,一定要加倍小心。”

  華西都市報-封麵新聞記者 閆雯雯

(責編:陳濛濛)

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