Компьютерная модель дает подробный взгляд на мезосферу Земли
Набор данных за два десятилетия по всей атмосфере может оказаться полезным для сезонных прогнозов, климатических моделей и предсказаний космической погоды
Ученые уже весьма подробно изучили данные об атмосфере Земли, от погоды, которая проявляется в тропосфере и стратосфере, до огромного количества тепла, поглощаемого термосферой. Однако между этими слоями находится мезосфера, атмосферная область толщиной примерно 35 километров. В то время как метеозонды достигают нижней части атмосферы Земли, а спутники исследуют верхнюю область, мезосфера — неудобное место для достижения; стратосферные шары не могут добраться туда, а спутники обычно не «видят» атмосферные данные высокого разрешения так далеко вниз.
Мезосфера оказалась настолько сложной для изучения, что некоторые ученые называют ее «игноросферой». Но этот слой атмосферы на самом деле нельзя игнорировать. Он не только отвечает за защиту Земли от метеоров, но и является местом, где большинство созданного человеком космического оборудования сгорает при входе в атмосферу.
Металлы, которые распадаются в ходе этих процессов, добавляют металлические ионы в атмосферу, потенциально влияя на другие слои. Некоторые высотные облака также, по-видимому, образуются в мезосфере.
Информация, которую ученым удалось собрать о мезосфере, получена благодаря наземным радарам и оборудованию LIDAR, которые могут непрерывно наблюдать за ветрами и температурами слоя, но не могут картировать слой в глобальном масштабе. Это означает, что понимание учеными мезосферы еще недостаточно полно.
Чтобы заполнить пробелы, исследователи из Токийского университета включили то, что известно о мезосфере, в модель усвоения данных, которую они разработали ранее. Затем они использовали модель для обратного проектирования мезосферных условий, что позволило бы немногим открытиям ученых обрести форму.
Результаты, названные JAWARA, предлагают самый долгий по времени взгляд на мезосферу Земли. С данными за 19 лет (с сентября 2004 года по декабрь 2023 года) модель рисует картину того, как мезосфера, вероятно, развивалась в недавней истории.
Каору Сато, ученый-геолог и автор исследования из Токийского университета, говорит, что JAWARA содержит первый взгляд исследователей на иерархию волн и вихрей в мезосферном слое.
Эти волны отвечают за вертикальную передачу энергии через различные атмосферные слои, производя все: от турбулентности воздуха до образования облаков. Понимание мезосферы также позволит ученым лучше понять атмосферу в целом.
Сато и его коллеги планируют использовать JAWARA для изучения общей циркуляции атмосферы — движения воздуха вокруг Земли — а также взаимодействия между Северным и Южным полушарием. В интересах развития науки о Земле и космосе научная команда сделала JAWARA доступным онлайн.