太阳的波动导致地球大气部分坍塌

地球上层大气的层。

一项新的研究表明，当太阳的能量上升和下降时，地球的大气层也会上升和下降。

太阳能量的反射解释了最近地球高层大气的部分坍塌，这之前一直困扰着科学家。

根据8月25日出版的《地球物理研究快报》详细报道的这项新研究，太阳紫外线辐射水平的急剧下降引发了坍塌。研究人员还发现，太阳的磁周期在大约11年的周期内产生不同数量的太阳黑子，其变化可能比之前想象的要大。

科罗拉多州博尔德市国家大气研究中心的研究小组成员Stanley Solomonof说：“我们的研究表明，太阳周期不仅在典型的11年时间尺度上变化，而且可以从一个太阳极小期变化到另一个。所有太阳极小期都不相等。”

这些发现可能对轨道卫星和国际空间站都有影响。

在坍缩过程中，高层大气中被称为平流层的层缩小且密度降低，这意味着卫星可以更容易地维持其轨道。但它也表明，空间碎片和其他造成危险的物体可能在热层中持续更长时间。

科罗拉多大学博尔德分校的研究小组成员托马斯·伍兹说：“随着热层密度的降低，我们的卫星在轨道上的寿命将更长。”“这对那些正在实际运行的卫星来说是个好消息，但也很糟糕，因为太空中有数千个未运行的物体可能与我们的工作卫星发生碰撞。”

大于预期变化

最近，太阳能的利用率极低。2008年和2009年，太阳黑子稀少，太阳耀斑几乎不存在，太阳极紫外光（EUV）“波长极短的光子团”处于低谷。

在这段时间里，地球的热层收缩幅度超过了43年太空探索时代的任何时候。

热层的高度从大约55英里到300多英里（90-500公里）不等，是太空边缘的一层稀有气体，太阳的辐射首先在这里与地球大气层接触。在低太阳活动期间，它通常会冷却并变得不那么稠密。

但在最近的太阳活动极小期，密度变化的幅度似乎比低太阳引力预期的要大30%左右。

辐射或二氧化碳

研究人员使用计算机模型分析了热层收缩之谜中的两个可能的罪魁祸首。

他们模拟了太阳输出的影响和二氧化碳的作用，根据过去的估计，二氧化碳是一种强效的温室气体，每十年会使外层大气的密度减少约2%至5%。

然而，科学家们不确定极端紫外线辐射的减少是否足以对热层产生如此巨大的影响，即使再加上二氧化碳的影响。

计算机模型显示，与1996年相比，2008年的热球冷却了41 Kelvin（约74华氏度或41摄氏度），只有2 Kelvin可归因于二氧化碳的增加。

结果还显示，热层的密度下降了31%，只有3%归因于二氧化碳。这一结果与之前的工作表明的密度降低了30%非常接近。

所罗门说：“现在很清楚，创纪录的低温和密度主要是由极端紫外线水平下异常低的太阳辐射水平引起的。”

Woodssay说，研究表明，太阳可能正在经历一段相对较低的活动期，类似于19世纪初和20世纪初的时期。这可能意味着太阳能输出在不久的将来可能会保持在较低的水平。

伍兹说：“如果它确实与过去的某些模式相似，那么我们预计在未来10到30年内会出现低太阳周期。”