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太阳风暴不只造成极光,研究:让芬兰变暖冬

2024年2月17日6:45 未解之谜网

    当来自太阳的高能量带电粒子与地球大气气体碰撞,并与地球磁场反应时,就会产生美丽的极光,科学家一直想知道,太阳带电粒子绝对不只创造极光这么简单。《科学报告》期刊芬兰科学家研究发现,极光还会影响冬季气温,影响芬兰冬季用电量。

    原本科学家的极光研究聚焦太空,已知当太阳风暴将带电粒子吹向地球磁极,有可能与卫星相撞并破坏网络连线。然太阳大量高能量粒子会影响太空天气,也会影响地球气候,芬兰奥卢大学太空气候研究小组一直在研究太空高能量粒子对冬季天气变化的影响。

    研究团队分析欧洲气象中心 (ECMWF) 1950~2021 年气压、风型和地表温度,接着分析 1990~2021 年芬兰每月用电量,并据温度资料估算早年用电量。研究发现太阳带电粒子会以多种方式与地球的大气相互作用。科学家称,高能粒子沉淀 (EPP) 会造成芬兰冬天变暖,原因是高能量粒子引起的臭氧消耗会增强极地涡旋,使北欧特别是芬兰出现温暖的冬季。

    极地涡旋是通常围绕极地地区循环的强风模式,冬季极地地区以西向东吹的强风形式呈现,当极地涡旋的增强也增强地表的西风。当极地涡旋增强时,芬兰冬季温度较高,温暖的冬季代表取暖需求减少,因此在太阳风暴期间,芬兰的能源消耗也相对减少。

    另一方面,在高能量粒子较弱的冬季,极地涡旋会减弱甚至完全崩溃,使北极冷空气向南流动,可能导致欧洲和北美等地区的气温下降,就是所谓的北极破洞。今年冬天极地涡旋已经破裂过一次,且根据该模型,早在去年夏天就预测极地涡旋可能会在冬季破裂。

    科学家表示,太阳与地球大气层相互作用的方式,特别是它如何向下发射高能量粒子,可以直接影响我们冬季的用电量。对于芬兰来说,这种“太空天气”可解释约 14% 用电量,并解释高达 50% 用电量年变化,且这种关系从 1950 年代至今一直很稳定。

    简单来说,太阳带电粒子透过极地涡旋,会显着影响芬兰的冬季气温和电力消耗,因此强太阳带电粒子降临,与芬兰冬季气温较高和电力消耗较低有关,反之亦然。

    研究员表示,如果科学家学会如何比现在更长时间范围预测太阳风暴,并考虑来自太空的高能量粒子对气候的影响,可能有助预测冬季温度和电力消耗,最好状况下,可提前几个月甚至几年做出预估。

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