1175
Японские ученые совершили прорыв в изучении атмосферы Земли, создав первый долгосрочный набор данных, охватывающий всю атмосферу планеты в космос. Этот уникальный проект призван пролить свет на малоизученные процессы, происходящие в газовой оболочке нашей планеты, включая северное сияние.
Пока некоторые аспекты атмосферы Земли изучались непрерывно и с невероятной детализацией. Миллионы метеостанций во всем мире, сотни метеорологических зондов и самолетов ежедневно придают измерение всей тропосфере – нижнему слою атмосферы. Зонды также достигают нижней части стратосферы, слоя над тропосферой. Объем данных, генерируемых этими измерениями, настолько велик, что делает современные модели погоды практически безошибочными.
Однако если посмотреть немного выше, картина кардинально меняется. Мезосфера, слой разреженного воздуха над стратосферой, простирающийся почти до границы с космосом, остается практически неизученной. О процессах в мезосфере известно так мало, что этот регион иногда называют «игносферой» (англ. ignorance – незнание). Этот пробел в знаниях является результатом недоступности игносферы – он слишком высок для стратосферных шариков и, как правило, слишком низок для исследования приборами на спутниках на низкой околоземной орбите.
Команда исследователей из Токийского университета попыталась решить эту проблему с помощью компьютерного моделирования. Они приняли редкие доступные измерения метеорологических параметров в игносфере, полученные с помощью зондирующих ракет и наземных радаров и лидеров, и ввели их в новую систему ассимиляции данных, которую они разработали ранее. Ассимиляция данных – это способ, сочетающий моделирование с прямыми наблюдениями для прогнозирования эволюции системы. Затем система была запрограммирована на реконструкцию возможных процессов в мезосфере для восполнения пробелов.
Ученые использовали модель для создания 19-летнего массива данных, охватывающего эволюцию всей атмосферы до 110 км. Затем они использовали дополнительные измерения мезосферных ветров, полученных с помощью наземных радаров, для проверки некоторых параметров модели, чтобы убедиться в вероятности ее результатов. Набор данных включает период с сентября 2004 года по декабрь 2023 года и позволит изучать и моделировать некоторые явления, происходящие на больших высотах, включая северное сияние.
Но существуют и другие, менее заметные эффекты, которые космическая погода оказывает на атмосферу. – это вихри, возникающие во всей атмосфере. энергию по всему земному шару, тем самым влияя на климатические модели. Однако по это время климатологи не могли детально разобраться и изучить их влияние.
