Los investigadores encontraron que la densidad de electrones en la ionosfera nocturna (la parte de nuestra atmósfera donde ocurren las auroras) se redujo drásticamente por los efectos del calentamiento estratosférico repentino durante varios días:se formó un agujero significativo que se extendía a lo largo de los hemisferios desde latitudes de 55 grados S a 45 grados. N. Crédito:NASA / JPL
Pronosticar el clima espacial es aún más desafiante que la meteorología regular. La ionosfera, la capa de la atmósfera superior que contiene partículas cargadas por la radiación solar, afecta a muchos de los sistemas de comunicación y navegación vitales de la actualidad. incluyendo aplicaciones de mapas GPS y herramientas de navegación para aviones. Ser capaz de predecir la actividad de los electrones cargados en la ionosfera es importante para garantizar la integridad de las tecnologías basadas en satélites.
La investigación del geoespacio ha establecido desde hace mucho tiempo que ciertos cambios en la atmósfera son causados por la radiación del sol, a través de mecanismos que incluyen el viento solar, tormentas geomagnéticas, y erupciones solares. Los efectos de acoplamiento, o cambios en una capa atmosférica que afectan a otras capas, son más controvertidos. Los debates incluyen el alcance de las conexiones entre las capas, así como hasta qué punto se extienden esos efectos de acoplamiento, y los detalles de los procesos involucrados con estos efectos.
Uno de los eventos atmosféricos a gran escala más científicamente interesantes se llama calentamiento estratosférico repentino (SSW), en el que enormes ondas de la troposfera, la capa más baja de la atmósfera en la que vivimos, se propagan hacia la estratosfera. Estas ondas planetarias son generadas por el aire que se mueve sobre estructuras geológicas como grandes cadenas montañosas; una vez en la estratosfera, interactúan con las corrientes en chorro polares. Durante un SSW importante, las temperaturas en la estratosfera aumentan drásticamente en el transcurso de unos pocos días.
Alguna vez se pensó que los cambios inducidos por SSW en la ionosfera eran eventos diurnos. Un estudio reciente dirigido por Larisa Goncharenko del Observatorio Haystack del MIT, disponible en línea y en el próximo número de la Journal of Geophysical Research:Física espacial , examinó un SSW importante de enero de 2013 y su efecto en la ionosfera nocturna. Décadas de datos de la instalación geoespacial MIT Millstone Hill en Westford, Massachusetts; Observatorio de Arecibo en Puerto Rico; y el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) se utilizó para medir varios parámetros en la ionosfera y para separar el efecto del SSW de otros, efectos conocidos.
La instalación de radar de dispersión incoherente Millstone Hill en el Observatorio Haystack del MIT en Westford, Massachusetts se utilizó en el estudio reciente. Crédito:Observatorio MIT Haystack
El estudio encontró que la densidad de electrones en la ionosfera nocturna se redujo drásticamente por los efectos del SSW durante varios días:se formó un agujero significativo que se extendía a través de los hemisferios desde latitudes 55 grados S hasta 45 grados N. También midieron un fuerte movimiento de plasma hacia abajo. y una disminución de la temperatura de los iones después del SSW.
"Goncharenko et al. Muestran claramente que el forzamiento atmosférico más bajo asociado al gran evento meteorológico llamado SSW también puede influir en la ionosfera de latitud baja y media, "dice Jorge L. Chau, jefe del Departamento de Teledetección por Radar del Instituto Leibniz de Física Atmosférica. "En cierto modo, se esperaba la conexión, dada la fuerte conectividad entre regiones; sin embargo, debido a otros factores en competencia, falta de datos adecuados, y, lo que es más importante, falta de perseverancia para buscar esas conexiones nocturnas, estudios previos no han demostrado tales conexiones, al menos no tan claras. Los nuevos hallazgos abren nuevos desafíos, así como oportunidades para mejorar la comprensión del forzamiento atmosférico inferior en la ionosfera ".
Estos importantes resultados de Goncharenko y sus colegas también se presentan como un punto destacado de la investigación de AGU en EOS.
Comprender cómo los eventos lejanos y en otras capas de la atmósfera afectan la ionosfera es un componente importante de la predicción del tiempo espacial; Se necesita trabajo adicional para precisar los mecanismos precisos por los cuales los SSW afectan la ionosfera nocturna y otros efectos de acoplamiento.
"Las grandes reducciones en la ionosfera nocturna que se muestran en este estudio son potencialmente importantes para el clima espacial cercano a la Tierra, ya que pueden afectar la forma en que la atmósfera superior responde a las tormentas geomagnéticas e influir en la aparición de irregularidades en la ionosfera, "dice Nick Pedatella, científico del Observatorio de Gran Altitud del Centro Nacional de Investigaciones Atmosféricas. "Los agotamientos observados en la ionosfera nocturna proporcionan otro punto de referencia para probar la fidelidad de las simulaciones de modelos del impacto de los SSW en la ionosfera".
Esta historia se vuelve a publicar por cortesía de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un sitio popular que cubre noticias sobre la investigación del MIT, innovación y docencia.
