Los investigadores han encontrado una conexión entre el clima aquí en la Tierra y el clima en el espacio. Este es un descubrimiento sorprendente porque la ionosfera y la atmósfera inferior están separadas por cientos de kilómetros.
El clima en la Tierra tiene una conexión sorprendente con el clima espacial que ocurre en lo alto de la atmósfera superior cargada eléctricamente, conocida como ionosfera, según los nuevos resultados de los satélites de la NASA.
"Este descubrimiento ayudará a mejorar los pronósticos de turbulencia en la ionosfera, lo que puede interrumpir las transmisiones de radio y la recepción de señales del Sistema de Posicionamiento Global", dijo Thomas Immel de la Universidad de California, Berkeley, autor principal de un artículo sobre la investigación publicada. 11 de agosto en Geophysical Research Letters.
Los investigadores descubrieron que las mareas de aire generadas por la intensa actividad de tormentas eléctricas en América del Sur, África y el sudeste asiático estaban alterando la estructura de la ionosfera.
La ionosfera está formada por rayos X solares y luz ultravioleta, que separan átomos y moléculas en la atmósfera superior, creando una capa de gas con carga eléctrica conocida como plasma. La parte más densa de la ionosfera forma dos bandas de plasma cerca del ecuador a una altura de casi 250 millas. Del 20 de marzo al 20 de abril de 2002, los sensores a bordo del satélite Imager for Magnetopause de la NASA para el satélite Aurora Global Exploration (IMAGE) registraron estas bandas, que brillan con luz ultravioleta.
Usando imágenes de IMAGE, el equipo descubrió cuatro pares de regiones brillantes donde la ionosfera era casi dos veces más densa que el promedio. Tres de los pares brillantes se ubicaron sobre selvas tropicales con mucha actividad de tormentas eléctricas: la cuenca del Amazonas en América del Sur, la cuenca del Congo en África e Indonesia. Un cuarto par apareció sobre el Océano Pacífico. Los investigadores confirmaron que las tormentas eléctricas en las tres regiones de la selva tropical producen mareas de aire en nuestra atmósfera usando una simulación por computadora desarrollada por el Centro Nacional de Investigación Atmosférica, Boulder, Colorado, llamado Modelo de Onda de Escala Global.
La conexión con las bandas de plasma en la ionosfera sorprendió a los científicos al principio porque estas mareas de las tormentas eléctricas no pueden afectar la ionosfera directamente. El gas en la ionosfera es simplemente demasiado delgado. La gravedad de la Tierra mantiene la mayor parte de la atmósfera cerca de la superficie. Las tormentas eléctricas se desarrollan en la atmósfera inferior, o troposfera, que se extiende casi 10 millas sobre el ecuador. El gas en las bandas de plasma es aproximadamente 10 mil millones de veces menos denso que en la troposfera. La marea necesita colisionar con los átomos en la atmósfera de arriba para propagarse, pero la ionosfera donde se forman las bandas de plasma es tan delgada que los átomos rara vez chocan allí.
Sin embargo, los investigadores descubrieron que las mareas podrían afectar las bandas de plasma indirectamente al modificar una capa de la atmósfera debajo de las bandas que las conforman. Debajo de las bandas de plasma, una capa de la ionosfera llamada capa E se electrifica parcialmente durante el día. Esta región crea las bandas de plasma por encima cuando los vientos de gran altitud soplan plasma en la capa E a través del campo magnético de la Tierra. Como el plasma tiene carga eléctrica, su movimiento a través del campo magnético de la Tierra actúa como un generador, creando un campo eléctrico. Este campo eléctrico da forma al plasma de arriba en las dos bandas. Cualquier cosa que cambie el movimiento del plasma de la capa E también cambiaría los campos eléctricos que generan, lo que rediseñaría las bandas de plasma de arriba.
El Modelo de Onda de Escala Global indicó que las mareas deberían descargar su energía a unos 62 a 75 millas sobre la Tierra en la capa E. Esto interrumpe las corrientes de plasma allí, lo que altera los campos eléctricos y crea zonas densas y brillantes en las bandas de plasma de arriba.
"El único par de zonas brillantes sobre el Océano Pacífico que no está asociado con una fuerte actividad de tormenta eléctrica muestra que la interrupción se está propagando alrededor de la Tierra, lo que hace que este sea el primer efecto global sobre el clima espacial del clima superficial que se ha identificado", dijo Immel. "Ahora sabemos que las predicciones precisas de las perturbaciones ionosféricas tienen que incorporar este efecto del clima tropical".
“Este descubrimiento tiene implicaciones inmediatas para el clima espacial, identificando cuatro sectores en la Tierra donde las tormentas espaciales pueden producir mayores perturbaciones ionosféricas. Norteamérica se encuentra en uno de estos sectores, lo que puede ayudar a explicar por qué Estados Unidos sufre condiciones ionosféricas extremadamente extremas durante los eventos climáticos espaciales ", dijo Immel.
Las mediciones realizadas por el satélite Termosfera Ionosfera Mesosfera Energética y Dinámica (TIMED) del 20 de marzo al 20 de abril de 2002, han confirmado que existen zonas densas en las bandas de plasma. Los investigadores ahora quieren entender si el efecto cambia con las estaciones o los grandes eventos, como los huracanes.
La investigación fue financiada por la NASA. El Centro Nacional de Investigación Atmosférica está patrocinado por la National Science Foundation, Arlington, Virginia.
El equipo incluye a Immel, Scott England, Stephen Mende y Harald Frey de la Universidad de California, Berkeley; Eiichi Sagawa del Instituto Nacional de Tecnología de la Información y las Comunicaciones, Tokio, Japón; Sid Henderson y Charles Swenson de la Universidad Estatal de Utah, Logan, Utah; Maura Hagan, del Observatorio de alta altitud del Centro Nacional de Investigación Atmosférica, Boulder, Colo .; y Larry Paxton, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins, Laurel, Maryland.
Fuente original: Comunicado de prensa de la NASA
