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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(guān)系嗎?

發(fā)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,地球表面以上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12萬年前的艾木間冰期。

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

  NASA預(yù)計,一次大規(guī)模的太陽風(fēng)暴不久將會再次沖擊地球,美國包括馬里蘭州在內(nèi)的13個州都可以看到因為此次太陽風(fēng)暴而產(chǎn)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,這與氣溫有沒有關(guān)系呢?答案是沒有關(guān)系。

  “要解答這個問題,首先是要了解什么是熱層?!?月10日,中科院地質(zhì)與物理研究所研究員任志鵬這樣告訴華西都市報、封面新聞記者。

  根據(jù)大氣的垂直運動和對能量吸收等多種性質(zhì),大氣分成了多個層次。從地面往上分別為對流層、平流層、中間層和熱層。一般來說,熱層是指距地面85公里高度以上的大氣層,能到這個高度的人類飛行器基本只有火箭和人造衛(wèi)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。我們近地面的溫度一般是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),溫度遠比地面要高?!比沃均i介紹,熱層的能量來得快,散得也快,“它的儲存效應(yīng)一般沒有那么強,只能持續(xù)幾天,熱層溫度因太陽輻射的強度而變化?!?/p>

  雖然熱層的溫度遠超近地面溫度,但是對于氣溫卻沒有什么影響。任志鵬介紹說:“大氣隨著高度的上升,密度呈指數(shù)級下降。衛(wèi)星之所以能夠在天上長時間地飛,也跟熱層密度很低有關(guān)。因此,熱層溫度雖然很高,但總能量是有限的。而且它起到了一個保護層的作用,把對我們?nèi)祟愑泻Φ暮芏喔吣芰W印⒏吣苌渚€都吸收掉了,所以跟地面溫度沒有太大關(guān)系。”

  太陽活動可能進一步增強

  為什么今年熱層溫度達到了20年來的峰值?

  任志鵬研究員表示,提到大氣熱層,一般都跟太陽活動周有關(guān)系。太陽的活動指數(shù)有一個近似11年的周期,而NASA提到的這個20年,實際上是因為上個有著明顯太陽活動高年的太陽活動周(即上上個太陽活動周),基本在2003年左右就結(jié)束了;緊跟著的太陽活動周里,太陽活動整體偏弱,該強的時候沒強起來,導(dǎo)致太陽的紫外輻射整體偏弱。在上個太陽活動周中,甚至還有人類進入空間時代以來太陽輻射最低的兩個年份——2008年和2009年。

  “這個20年的計算主要是從上上個太陽活動周后期、上一個太陽活動周的整個周期,以及目前這個太陽活動周的起始階段,由這三段組成的。由于上一個太陽活動周的活動偏弱,導(dǎo)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,之后的太陽活動還有進一步增強的可能?!?/p>

  對航天活動的影響增加

  雖然熱層的溫度上升,對于人類的正?;顒佑绊懹邢?,但是對于航天活動卻有不小的影響。任志鵬研究員在談到這個問題的時候再三提醒:“由于上個周期的太陽活動較弱,對于航天的影響也較小,但是進入新的周期,太陽活動已經(jīng)恢復(fù)到了正常水平,因此對于航天活動還需更加小心地驗證?!?/p>

  “很多衛(wèi)星飛行高度相對較低,因此大氣阻力就成為了決定衛(wèi)星壽命的重要因素。”任志鵬說,“熱層的溫度上升,對應(yīng)的就是密度會劇烈增加,導(dǎo)致這些衛(wèi)星的壽命成倍縮短?!?/p>

  2022年初,馬斯克的星鏈由于受到地磁暴的影響,一次性墜毀了幾十顆衛(wèi)星,就是吃了這個虧。當時,星鏈很可能就是以上個周期太陽活動偏弱的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),設(shè)計了一個較為經(jīng)濟的方案,沒想到熱層的普通擾動就導(dǎo)致了數(shù)十顆衛(wèi)星墜落。

  “其實這也是一個警示。”任志鵬說,“現(xiàn)在太陽活動已經(jīng)基本恢復(fù)到了正常狀態(tài),近年來我國的航天活動也在不斷增加,對于這方面警示,一定要加倍小心?!?/p>

  華西都市報-封面新聞記者 閆雯雯

(責編:陳濛濛)

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