Команда ученых зафиксировала рекордно низкую плотность верхних слоев атмосферы

Ученые из Военно-морской исследовательской лаборатории (NRL) и Университета Джорджа Мейсона сообщают, что в последнее время в верхних слоях атмосферы Земли наблюдалась самая низкая плотность за 43 года. Результаты исследования опубликованы в статье "Record-low thermospheric density during the 2008 solar minimum" в журнале Geophysical Research Letters в июне 2010 года.

Команда доктора Джона Эммерта и доктора Джудит Лиан из NRL и доктора Майкла Пикона изучала верхние слои атмосферы на высотах от 200 до 600 км. Несмотря на то что плотность воздуха на этих высотах составляет лишь около одной миллиардной от плотности у поверхности Земли, она создает достаточное сопротивление для объектов на низкой околоземной орбите (LEO), приводящее к их постепенному сходу с орбиты. "Практическим следствием этого важного открытия является то, что спутники на LEO, включая космический мусор, могут оставаться на орбите дольше, чем ожидалось", — поясняет Эммерт.

Плотность воздуха на орбитальных высотах напрямую связана с температурой верхних слоев атмосферы. Более горячая атмосфера расширяется, увеличивая плотность на заданной высоте. Два основных фактора, контролирующих температуру верхней атмосферы, — это нагрев за счет поглощения ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца и охлаждение за счет инфракрасного излучения CO₂.

Солнце было необычно спокойным во время затяжного солнечного минимума 2007–2009 годов, и команда обнаружила, что связанное с этим снижение УФ-нагрева частично объясняет уменьшение плотности. Растущие концентрации CO₂ у поверхности Земли, вероятно, проникают в верхние слои атмосферы, увеличивая эффективность ее охлаждения. Однако пока неясно, могут ли сочетание сниженного УФ-нагрева и усиленного охлаждения CO₂ полностью объяснить аномально низкую плотность термосферы. Исследователи предположили, что изменения в химии и составе верхней атмосферы также могли способствовать установлению рекордно низкой плотности.