来自NASA以及3所大学的科学家作出了新的发现，阐明电离层中的热量和能量是怎样移动并闪现本身的。电离层是地球大气中的一个区域，这儿对上方的太空与下方的地球发生的改动都有所反应。
国际空间站上所见夜间地球的边沿，图中还合成了气辉的印象。（图画供应：NASA）
在地表之上的高空，在最高层淡漠的大气之下，分布着由太阳有害的紫外光照射别离而成的正负离子构成的粒子海洋。这儿叫做电离层，是地球面向太空的界面，也是地球的中性大气和地上气候让位于太空环境的本地。太空环境支配着国际中地球以外的绝大多数空间，这儿具有带电粒子以及杂乱的电磁场。电离层由下方大气的不坚定描写，又对太空中变幻的环境有着一同的相应，将这么的空间气候转化为影响地球的可观测现象——极光的描写，对通讯信号的烦扰，有时还会致使卫星毛病。
电离层是地球大气中由带电粒子构成的一层，分布在地表之上50到360英里的高度上。电离层中发生的进程还在天空中构成了明亮的色带，也便是气辉。点击下载NASA戈达德科学可视化工作室的多媒体信息（图画供应：NASA）
我们对这其间的很多效应了解得并不充沛，这使得电离层在八成意义上仍归于奥妙地带。2016年12月14日，在旧金山举办的美国地理学联合会秋季会议上，来自马里兰州格林贝尔特（Greenbelt）NASA戈达德太空飞行基地、华盛顿特区美国天主教大学、科罗拉多大学玻尔得（Boulder）分校以及加州大学伯克利分校的科学家展示了有关电离层的最新成果。
其间的一名研讨者说明了电离层与大气中的热层之间的彼此作用是怎样抵消掉热层中的加热作用的。而这种加热作用会致使高层大气的胀大，由此会导致航天轨道过早的高度丢掉。另一名研讨者描写了电离层以外的能量是怎样堆集起来，终究发生放电的。这种放电与闪电并无二致，为空间气候的能量越过电离层的办法供应了一个说明。还有一名科学家谈论了NASA行将发射的两颗卫星，它们将供应该区域关键的观测，帮忙我们非常好地了解电离层对空间气候与地球气候的照应。
电离层改动的首要驱动力来自太阳活动。虽然关于地上上的我们来说，太阳看上去并无改动，但实际上它是一颗非常生动的活力星球。在阻遏紫外线的大气之上，从太空中观测太阳，我们会看到持续的活动，包含光线、粒子和磁场的爆发。
太阳偶尔会开释出无穷的粒子与磁场云，它们从太阳上以逾越每小时100万英里的速度爆发而出。这种现象叫做日冕物质抛射，简称CME。当CME抵达地球后，其间埋嵌的磁场会与地球的天然磁场（磁层）发生彼此作用，有时会揉捏磁层，甚至致使磁层有些区域的重组。
这么的重组工作会诱发漂移电磁场的链式反应，让业已捆绑在地球附近的粒子四向飞掠，然后向地球大气传输能量。这些粒子可以发生一种认知度最高、最使人心生敬畏的空间气候工作——极光，又称北极光。
但是向大气传输能量的进程并非都如此无害。它还会加热低轨道地球卫星环绕其间的高层大气，让大气像热气球一般胀大。
来自科罗拉多大学玻尔得分校的空间科学家德洛丽丝·克尼普（Delores Knipp）说：“这么的胀大意味着，高空中的物质数量要比我们的预期更多。多出来的东西会阻挠卫星运转，损坏它们的轨道，并且让卫星的跟踪变得更加困难。”
在地磁暴期间，地球高层大气的胀大会改动卫星的轨道，让它们的高度越来越低。点击下载NASA戈达德科学可视化工作室的多媒体信息（图画供应：NASA）
这一效应叫做卫星阻尼。新的研讨标明，这一对高层大气在太阳风暴期间反应的观念（以及由此导致的卫星阻尼）或许并不是一贯正确的。
新工作的领导者克尼普说：“我们的根本认知是，地磁暴会将能量写入地球系统，由此致使热层的胀大，这会将卫星拉入低轨。但是情况并非老是如此。”
有时，来自太阳风暴的能量会诱发化学反应，在高层大气中发生一种叫做一氧化氮的化合物。在高度极高的空中，一氧化氮发挥着冷却剂的作用，推进能量向太空的太一，因而这一成分明显的添加会致使过度冷却的现象。
克尼普说：“过度冷却现象致使大气敏捷将地磁暴写入的能量丢掉掉，速率要比预期快得多。这就好像是高层大气中的调温设备被设置在了‘制冷’一档。”
如此敏捷的能量丢掉会抵消早年说到的胀大，让高层大气缩短回落，有时甚至比初始情况还要小，这使得卫星会在密度低于预期的区域运转。
克尼普及其小组进行的新分析为或许致使过度冷却以及高层大气敏捷缩短的磁暴分了类。通过对比美国国防部卫星以及NASA的热层、电离层、基地能量与动力学卫星（TIMED）在逾越10年的时间里搜集的数据，研讨者辨认出了全部高层大气中能量移动的办法。
克尼普说：“当非常敏捷且磁场有序的太阳抛射物抵触地球磁场时，最有或许发生过度冷却工作。慢速的云团或磁场有序度较低的云团不会带来相同的影响。”
这就意味着，与直觉相反，能量最高的太阳风暴或许会致使高层大气净的冷却和缩短效应，而非像早年认为的那样变热并胀大。
与冷却进程相竞争的是太阳风暴的能量写入地球大气时致使的加热。虽然科学家现已知道，太阳风暴的能量终究会抵达电离层，但他们对能量搬运发生的地址、时间和办法所知甚少。新的观测标明，这么的进程是局域化且爆发性的，有些取决于电离层本身的情况。
传统上说，科学家认为能量穿过地球磁层和大气的办法是由入射太阳风粒子和磁场的特性抉择的。举例来说，持续时间长且稳定的太阳粒子发生的效应不相同于敏捷但不耐久的粒子流。但是新的数据标明，能量移动的办法与磁层和电离层联合的机制联系更为严密。
来自NASA戈达德基地与美国天主教大学的空间科学家鲍勃·罗宾森（Bob Robinson）说：“实际上，能量搬运进程非常类似于雷暴期间闪电的构成。”
在雷暴期间，云层和地上之间电势区别（电压）的堆集致使了突但是强烈的电能开释，其办法便是闪电。这么的放电现象只会在云层和地上之间存在导电通路的情况下才干发生。
类似地，轰击磁层的太阳峰会在电离层和磁层不相同区域之间堆集起电压。在这些区域之间会构成电流，发生导电通路，而这是堆集的电能作为某种办法的闪电开释到电离层所必需的。
这一新研讨的领导者罗宾森说：“地上上的闪电发生的时间是数毫秒，而磁层和电离层之间的这种‘闪电’会持续数小时，期间搬运的能量也要比一般的闪电高数百到数千倍。”这些成果是根据全球性的铱星通讯卫星系统搜集的数据得出的。
由于太阳风暴会让致使磁层—电离层闪电发生的电流增强，本地球的磁场被太阳活动推挤的时分，这类能量搬运发生的或许性最大。
此等磁层—电离层闪电带来的海量能量搬运与电离层和高层大气的加热成协，一同也与增强的极光活动有关。
前瞻
虽然科学家在了解驱动电离层（转而是地球）改动的关键进程方面日益行进，但仍有很多东西尚待了解。2017年，NASA将发射两颗卫星来研讨这个动态区域，它们分别是电离层联合勘探器（ICON）与全球边沿与圆面观测卫星（GOLD）
效能于ICON与GOLD卫星的空间科学家、来自加州大学伯克利分校的斯科特·英格兰（Scott England）说：“电离层不仅对太阳风暴的能量写入有所反应，龙卷风、风力做法等地球上的气候也会描写大气层和电离层，改动它们相对空间气候照应的办法。”
ICON将一同测量电离层中的带电粒子与大气中中性粒子的特性，其间包含由地球上的气候描写的那些，以了解它们的彼此作用情况。GOLD将进行很多相同的测量，不过是在静地轨道上进行的，这就为电离层的改动供应了全球性的视角。
NASA的电离层联合勘探器（ICON）与全球边沿与圆面观测卫星（GOLD）供应关于地球电离层和高层大气的互补观测。点击下载NASA戈达德科学可视化工作室的多媒体信息（图画供应：NASA）
ICON和GOLD卫星都将凭仗一类名叫气辉的现象来研讨电离层。气辉是由遭到太阳辐射激起或电离的气体宣告的光线。通过测量气辉宣告的光线，科学家可以跟踪电离层和中性大气中粒子组分、密度甚至温度的改动。
ICON的轨道间隔地球表面350英里，这可以让它研讨大气的剖面概括，让科学家空前地观测不相同高度上电离层的情况。一同，GOLD间隔地表22000英里的方位将使它跟踪电离层贯穿全球的改动，这就好像是气象卫星跟踪风暴相同。
英格兰说：“我们将运用这两颗卫星来了解动态气候系统是怎样反映在高层大气中的，还有这些改动是怎样对电离层发生影响的。”
ICON和GOLD都是探索者等级的卫星。NASA的戈达德基地为华盛顿的NASA科学任务理事会处理着探索者计划。加州大学伯克利分校的空间科学实验室将开发ICON卫星及其两台紫外成像光哦也，而华盛顿特区的水兵研讨实验室将开发MIGHTI仪器，德克萨斯大学达拉斯分校将开发离子速度计，ICON卫星本身正在由弗吉尼亚州杜勒斯市（Dulles）的轨道ATK公司创造。GOLD由中佛罗里达大学领导，科罗拉多大学波尔得分校的大气和空间物理实验室正在为其创造仪器。
NASA的戈达德基地为NASA华盛顿总部科学任务理事会属下的太阳物理学分部处理着TIMED卫星。马里兰州劳雷尔市（Laurel）的约翰·霍普金斯大学使用物理实验室为NASA创造了这颗卫星。
有关衔接：NASA的美国地球物理学联合会网站 点击下载NASA戈达德科学可视化工作室的多媒体资本
沙粒之下存在着较硬的地表。蜘蛛结构的构成条件或许是要保证地表满足柔软，可以被沙粒雕刻，但是也不能过于疏松，不然沙子就要像北极那样将水沟填满了。新的研讨为二氧化碳以地下的办法描写火星地貌的进程供应了头绪。
MRO于2006年初步环绕火星。来自加州帕萨迪那（Pasadena）NASA喷气推进实验室的MRO署理任务科学家莱斯利·坦帕里（Leslie Tamppari）说：“极高分辨率成像与勘探器的长寿命结合起来，让我们得以调研火星上生动的进程，它们或许会在数季度或数年的时间里发生可勘探的改动。我们因火星的动态改动程度而感到轰动。”
HiRISE是由图森（Tucson）市的亚利桑那大学操控的。这台仪器是由科罗拉多州玻尔得（Boulder）的波尔（Ball）航空航天技术公司创造的。隶归于帕萨迪那加州理工学院的JPL为华盛顿的NASA科学任务理事会处理着环火星巡查者号勘探器。丹佛市（Denver）的洛克希德—马丁航天系统公司创造了轨道勘探器，并与JPL协作操控它。
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