Auringon aktiivisuusminimi supistaa ilmakehää

Auringon aktiivisuusminimi lähestyy nopeasti, olemme tällä hetkellä siitä vain muutaman kuukauden päässä! Aktiivisuusminimillä on merkittäviä vaikutuksia maapallolle, yksi merkittävimmistä on yläilmakehän termosfäärin ha mesosfäärin kylmeneminen ja supistuminen.

Ilmakehän ominaisuudet eri korkeuksilla. Lämpötila ja tiheys vaihtelevat korkeuden mukaan ja etenkin termosfäärin lämpötilaan vaikuttaa Auringon emittoiman EUV ja FUV-säteilyn määrä. Nämä aaltopituudet imeytyvät termosfäärin molekyyleihin ja lämmittävät sitä. UV-säteilyn määrä riippuu hyvin voimakkaasti Auringon aktiivisuudesta. Kuva NASA.

Ilmakehän viilenemistä on seurattu NASAn Langleyn tutkimuskeskuksessa (LRC) ja mittauksia on tehty Nasan TIMED-satelliitissa olevalla SABER-laitteistolla. Laitteisto mittaa ilmakehän infrapunaisen säteilyn määrä avaruuteen. Erityisesti tätä säteilyä emittoin hiilidioksidi (CO2 ja typpioksidi (NO), jotka kaasut toimivat merkittävinä tekijöinä 100–300 km korkeudella energiatasapainon kannalta. Tämän termosfäärikerroksen lämpötilan mittaaminen on mahdollista vain avaruudesta.

Termosfääri viilenee aina Auringon aktiivisuusminimin aikana. Viilentynyt ilmakehä supistuu ja aiheuttaa vähemmän kitkaa Maata kiertäville satelliiteille. Kun kitka vähenee, satelliittien radan eivät vajoa aivan yhtä nopeasti kuin aktiivisuusmaksimin aikaan, jolloin satelliitit pystyvät olemaan toiminnallisilla radoillaan aikaisempaa pidempään. Se on hyvä uutinen! Sen sijaan huono uutinen on se, että myös avaruusromu pysyttelee kiertoradalla aikaisempaa pidempään ja aiheuttaa vaaratilanteita, törmäyksiä ja vaurioita kaikkiin avaruudessa lentäviin laitteisiin, myös Kansainväliselle avaruusasemalle.

Termosäärin ilmastoindeksi. Infrapunasäteilyn teho avaruuteen watteina vaihtelee voimakkaasti Auringon aktiivisuuden mukaan. Aktiivisina kausina se on kymmenkertainen minimin säteilytehoon nähden. Kuva NASA/Langley Research Center/Martin Mlynczak & al.

Termosfäärin tutkijat ovat kehitelleet Termosfäärin ilmastoindeksin (Thermosphere Climate Index, TCI), joka kertoo säteilytehon watteina, jonka typpioksidi säteilee avaruuteen. Säteily teho on korkea Auringon aktiivisuusmaksin aikaan ja matala minimin aikaan. Tutkimusryhmän vetäjä Martin Mlynczak kertoo tällä hetkellä termosfäärin olevan kylmä käsillä olevan aktiivisuusminimistä johtuen.

TIMED-satelliitti on toiminut avaruudessa seitsemäntoista vuotta. Tutkimusryhmä on kuitenkin laskenut ja määrittänyt TCIn lukemat aina 1940 lähtien. Tällöin Auringon toiminta oli hyvin aktiivista ja esimerkiksi auringonpilkkujaksolla 19 TCI-lukemat olivat moninkertaisia nykyisiin verrattuna.