|
Явление, влияющее на радиационные пояса Земли
|
|
|
|
Двое ученых из Университета Аляски в Фэрбенксе обнаружили новый тип "свистунов" - электромагнитных волн, которые переносят значительное количество энергии молний в магнитосферу Земли. Результаты исследования опубликованы сегодня в журнале Science Advances. Викас Сонвалкар, почетный профессор, и Амани Редди, доцент, открыли новый тип волн. Волна переносит энергию молнии, которая попадает в ионосферу в низких широтах, в магнитосферу. Энергия отражается вверх от нижней границы ионосферы, расположенной на высоте около 55 миль, в противоположном полушарии.
|
|
|
|
Ранее считалось, пишут авторы, что энергия молний, попадающая в ионосферу в низких широтах, задерживается в ионосфере и, следовательно, не достигает радиационных поясов. Пояса представляют собой два слоя заряженных частиц, окружающих планету и удерживаемых на месте магнитным полем Земли.
|
|
|
|
"Мы, как общество, зависим от космических технологий", - сказал Сонвалкар. "Современные системы связи и навигации, спутники и космические корабли с астронавтами на борту сталкиваются с вредными энергетическими частицами радиационных поясов, которые могут повредить электронику и вызвать рак.
|
|
|
|
"Лучшее понимание радиационных поясов и многообразия электромагнитных волн, в том числе возникающих в результате воздействия наземных молний, жизненно важно для деятельности человека в космосе", - сказал он.
|
|
|
|
Сонуолкар и Редди открыли разновидность свистящей волны, которую они назвали "зеркально отраженной свистящей волной". Свистуны издают свистящий звук, когда воспроизводятся через динамик.
|
|
|
Энергия молнии, попадающая в ионосферу в более высоких широтах, достигает магнитосферы в виде свиста другого типа, называемого магнитосферно отраженным свистом, который подвергается одному или нескольким отражениям внутри магнитосферы.
|
|
|
|
Ионосфера - это слой верхних слоев атмосферы Земли, характеризующийся высокой концентрацией ионов и свободных электронов. Она ионизируется солнечным излучением и космическими лучами, что делает ее проводящей и необходимой для радиосвязи, поскольку она отражает и модифицирует радиоволны.
|
|
|
|
Магнитосфера Земли - это область космического пространства, окружающая планету и создаваемая магнитным полем Земли. Она обеспечивает защитный барьер, который не позволяет большинству частиц солнечного ветра проникать в атмосферу и наносить вред жизни и технике.
|
|
|
|
Исследования Сонвалкара и Редди показывают, что оба типа свистунов — зеркально отраженные и магнитосферно отраженные — сосуществуют в магнитосфере.
|
|
|
|
В своем исследовании авторы использовали данные о плазменных волнах с зондов Ван Аллена НАСА, которые были запущены в 2012 году и работали до 2019 года, а также данные о молниях из Всемирной сети обнаружения молний.
|
|
|
|
Они разработали модель распространения волн, которая при рассмотрении зеркально отраженных вспышек показала удвоение энергии молний, достигающих магнитосферы.
|
|
|
|
Обзор данных о плазменных волнах, полученных с помощью зондов Ван Аллена, показал, что зеркально отраженные вспышки являются распространенным магнитосферным явлением.
|
|
|
|
Большинство молний происходит в низких широтах, которые являются тропическими и субтропическими регионами, подверженными развитию гроз.
|
|
|
|
"Это означает, что зеркально отраженные свисты, вероятно, переносят в магнитосферу большую часть энергии молний по сравнению с той, которую переносят магнитосферно отраженные свисты", - сказал Сонвалкар.
|
|
|
|
Влияние свист-волн, генерируемых молниями, на физику радиационного пояса и их использование в дистанционном зондировании магнитосферной плазмы исследуется с 1950-х годов.
|
|
|
|
Сонвалкар и Редди работают на факультете электротехники и вычислительной техники в инженерном и горном колледже UAF. Редди также связан с геофизическим институтом UAF.
|
|
|
|
Исследования Сонвалкара и Редди поддерживаются грантами Национального научного фонда и NASA EPSCoR, созданной программы стимулирования конкурентоспособных исследований.
|
|
|
|
Источник
|
