Астронавты и научные приборы на борту Международная космическая станция зафиксировали необычное явление в верхних слоях атмосферы Земли — мощные атмосферные волны, распространяющиеся на высоте около 55 миль (примерно 88 км). Наблюдение стало возможным благодаря специализированному научному инструменту NASA и открывает новые данные о взаимодействии земной погоды и космической среды.
Где именно произошло наблюдение
Речь идёт о мезосфере — одном из наименее изученных слоёв атмосферы. Она расположена примерно на высоте от 50 до 85–90 км над поверхностью Земли.
Этот слой:
- находится выше стратосферы и ниже термосферы;
- практически недоступен для прямых измерений;
- играет важную роль в передаче энергии между нижней атмосферой и космосом.
Именно здесь были зафиксированы так называемые атмосферные гравитационные волны — колебания плотности и давления воздуха, распространяющиеся вверх.
Что обнаружили приборы NASA
Наблюдения проводились с помощью инструмента Atmospheric Waves Experiment (AWE), установленного на внешней поверхности станции.
Основные факты наблюдения:
- зафиксированы волны, распространяющиеся на высоте около 55 миль;
- явление связано с мощным ураганом на поверхности Земли;
- волны двигались вверх от области шторма в верхние слои атмосферы.
Это подтверждает, что сильные погодные явления способны влиять на атмосферу вплоть до границы космоса.
Что такое «воздушное свечение» (airglow)
Ключевым инструментом наблюдений стало измерение так называемого воздушного свечения — слабого естественного излучения атмосферы.
Этот эффект возникает, когда:
- молекулы и атомы в верхней атмосфере возбуждаются солнечным излучением;
- затем они испускают слабый свет в инфракрасном или видимом диапазоне;
- структура этого свечения изменяется под воздействием волн.
Именно по изменениям этого свечения учёные могут отслеживать движение атмосферных волн.
Как формируются такие волны
Атмосферные гравитационные волны возникают, когда в атмосфере происходит резкое возмущение. В данном случае источником стал мощный ураган.
Механизм следующий:
- сильные восходящие потоки воздуха создают возмущения;
- энергия передаётся вверх через слои атмосферы;
- формируются волны, распространяющиеся на десятки километров.
Такие процессы аналогичны кругам на воде, но происходят в газовой среде и на огромных высотах.
Почему это важно для науки
Наблюдение имеет прямое значение для нескольких направлений исследований:
1. Связь погоды и космоса
Данные показывают, что процессы на поверхности Земли могут влиять на космическую среду.
2. Прогноз космической погоды
Атмосферные волны могут воздействовать на верхние слои атмосферы и ионосферу, влияя на:
- спутниковую связь;
- GPS-навигацию;
- радиосигналы.
3. Изучение малоизвестных слоёв атмосферы
Мезосфера остаётся одной из наименее изученных областей, и такие наблюдения дают редкие данные.
Особенности миссии AWE
Инструмент AWE был доставлен на МКС в 2023 году и стал первым специализированным экспериментом NASA на станции, направленным на изучение взаимодействия атмосферы и космической среды.
Его возможности:
- глобальное наблюдение атмосферы;
- измерение инфракрасного свечения;
- отслеживание динамики волн в реальном времени.
Станция позволяет проводить такие наблюдения с орбиты, обеспечивая широкий охват и повторяемость измерений.
Почему такие явления трудно обнаружить
Атмосферные волны в мезосфере:
- невидимы с поверхности Земли;
- слишком высоко для аэростатов и самолётов;
- слишком низко для большинства спутников.
Именно поэтому использование орбитальной платформы, такой как МКС, даёт уникальное преимущество.
Что это меняет в понимании атмосферы
Полученные данные подтверждают, что атмосфера Земли — это единая динамическая система, где процессы на разных уровнях тесно связаны.
Ключевые выводы:
- мощные штормы влияют на слои атмосферы вплоть до космоса;
- энергия может передаваться на высоты десятков километров;
- граница между «погодой» и «космической средой» условна.
Перспективы дальнейших исследований
Продолжение миссии позволит:
- накопить статистику подобных явлений;
- изучить влияние разных типов штормов;
- улучшить модели атмосферы и космической погоды.
Также эти данные будут использоваться для повышения точности прогнозов и защиты спутниковых систем.
Итог
Наблюдение атмосферных волн на высоте около 55 миль стало прямым доказательством того, что процессы на поверхности Земли способны влиять на верхние слои атмосферы и околокосмическое пространство.
Миссия AWE показывает, что даже привычные погодные явления, такие как ураганы, имеют гораздо более широкий масштаб воздействия, чем считалось ранее — вплоть до границы космоса.
Источники:
Статья создана по материалам earth.com
