Грозы влияют на радиационные пояса Земли

Skywatching.net, 13 марта 2005 г.

Ученые из NASA установили, что обычные тропосферные грозы способствуют очищению от заряженных частиц «безопасной зоны», лежащей между радиационными поясами Ван Аллена, и по которой проходят орбиты ИСЗ.

Это открытие стало поистине большой неожиданностью, ведь грозовые процессы, происходящие на высоте порядка 1 – 10 км влияют на процессы, развивающиеся на высоте 10 000 км наl земной поверхностью!

Радиационные пояса Ван Аллена были открыты в 1958 году при помощи американских спутников Explorer. Пара поясов, форму которых ученые сравнили с пончиком, состоит из заряженных частиц, обладающих высокой энергией и являющихся продуктами солнечных вспышек и космических лучей.

Внутреннее кольцо находится между 1 000 и 7 000 км над экватором, а внешнее кольцо начинается на высоте порядка 13 000 км и простирается до высоты 25 000 км. Захваченная поясами радиация несет угрозу и космическим кораблям, и космонавтам. Поэтому ИСЗ вынуждены постоянно находиться либо под, либо над этими поясами, либо в т.н. «безопасной зоне» между ниvи (см. рис.).

Земля представляет собой огромный магнит. Ее магнитное поле отклоняет траекторию заряженных космических частиц, захватывает их, после чего они по спирали начинают двигаться вдоль магнитных силовых линий, простирающихся между магнитными полюсами планеты. Солнечные вспышки являются источником пополнения числа заряженных частиц, попадающих в магнитное поле Земли, тем самым ее радиационные пояса расширяются, сокращая размеры «безопасной зоны», порой полностью сводя ее на «нет». Но через какое-то время заряженные частицы покидают «безопасную зону», после чего она снова восстанавливается.

Многие ученые предполагали, что «изгнание» заряженных частиц из «безопасной зоны» происходит благодаря низкочастотным радиоволнам, возникающим из-за турбулентности. Но среди научных умов были и те, кто придерживался иной точки зрения на этот процесс. Согласно их мнению существует связь между этим явлением и грозовой активностью внутри тропосферы.

Для подтверждения этого предположения специалисты из NASA провели ряд тестов. Сравнив данные о географии распределения грозовой активности, полученные при помощи ИСЗ, с данными о радиоволнах внутри «безопасной зоны», специалисты NASA пришли к выводу, что между этими явлениями существует явная связь. Увеличение количества гроз в тропосфере приводило к увеличению активности радиоволн в радиационных поясах Земли. Когда после сильных солнечных вспышек в ноябре 2004 года «безопасная зона» заполнялась заряженными частицами, грозовая активность у поверхности Земли была низкой, а сама «безопасная зона» восстанавливалась около недели.

Как известно, молния генерирует низкочастотные колебания, которые в низких широтах отражаются от земной поверхности и ионосферы, распространяясь на сотни километров и повторяя форму ландшафта поверхности Земли.

Однако генерируемые грозовыми разрядами в высоких широтах низкочастотные колебания, например, над севером Европы, США и Канады, проникают в ионосферу под иным углом, что позволяет проникать им в саму магнитосферу – регион земной атмосферы, в котором доминирует магнитное поле нашей планеты. Попав туда, низкочастотные колебания следуют магнитным силовым линиям в то место, где находится «безопасная зона». Эти радиоволны поглощают энергию заряженных частиц радиационных поясов, которые после этого начинают опускаться в земной атмосфере, покидая «безопасную зону».

Назад в раздел