تاثیر ذرات خورشیدی بر زمین و آب و هوای سیاره ما
تاثیر ذرات خورشیدی بر زمین به چه شکل هست و در پی اثرات آن چه تغییراتی در آب و هوای کره زمین ایجاد می شود،وقتی تأثیر خورشید بر روی زمین و آب و هوای خود را در نظر می گیریم، تمایل داریم به تابش خورشید فکر کنیم. برای کسب اطلاعات کامل در این مورد تا انتهای مقاله با مجله آندرومدا مگ همراه باشید.
هنگامی که خورشید ذرات خورشیدی را به فضا خارج می کند ، این امر چگونه روی زمین و آب و هوا تأثیر می گذارد؟ آیا ابرها تحت تأثیر این ذرات قرار می گیرند؟ما کاملاً از خطرات ناشی از اشعه ماورا بنفش یا UV آگاهی داریم.
اما خورشید یک ستاره فعال است. همچنین به طور مداوم آنچه را که تحت عنوان “باد خورشیدی” شناخته می شود، متشکل از ذرات باردار ، عمدتا پروتون و الکترون ، که با سرعت صدها کیلومتر در ساعت حرکت می کنند آزاد می کند.
ذرات خارج شده از خورشید چگونه بر آب و هوای زمین تاثیر می گذارند
برخی از این ذرات که به زمین می رسند توسط میدان مغناطیسی زمین به بخش جو قطبی هدایت می شوند. در نتیجه می توانیم نورهای جنوبی شفق قطبی را در نیمکره جنوبی و معادل شمالی آن شفق قطبی را ببینیم.
این تجلی قابل مشاهده از ورود ذرات خورشیدی به جو زمین یادآور حرکت دائمی خورشید نسبت به نور خورشید است. اما ذرات اثرات دیگری نیز دارند.
ذرات خورشیدی و ازن
وقتی ذرات خورشیدی وارد جو می شوند، انرژی زیاد آنها یون ها را از بین می برد و مولکول های نیتروژن و اکسیژن اتمسفر را خنثی می کند ، که 99٪ جو را تشکیل می دهد. این “بارش ذرات پرانرژی”، به این دلیل که مانند باران ذرات از فضا نامیده می شود ، منبع اصلی یونیزاسیون در جو قطبی بالاتر از 30 کیلومتر ارتفاع نیز می باشد و باعث ایجاد زنجیره ای از واکنش ها می شود که مواد شیمیایی تولید می کند که تخریب ازن را تسهیل می کند.
تأثیر ذرات خورشیدی بر ازن اولین بار در سال 1969 مشاهده شد. از اوایل سال 2000 ، به لطف انواع جدید مشاهدات ماهواره ای ، شاهد شواهد فزاینده ای هستیم که ذرات خورشیدی نقش مهمی در تأثیرگذاری بخش قطبی ازن دارند. در زمانهای خاص ، هنگامی که خورشید مقدار زیادی ذره در فضا آزاد می کند ، تا 60٪ ازن در ارتفاعات بالای 50 کیلومتر می تواند تخلیه شود. این اثر می تواند هفته ها ادامه داشته باشد.
در پایین جو، زیر 50 کیلومتر ، ذرات خورشیدی عوامل مهمی در تغییر سال به سال در سطح ازن قطبی ، اغلب از طریق مسیرهای غیر مستقیم هستند. در اینجا ، ذرات خورشیدی مجدداً به از دست دادن ازن کمک می کنند اما یک کشف اخیر نشان داد که آنها همچنین به مهار مقداری از تخریب در سوراخ ازن قطب جنوب کمک می کنند.
ازن چگونه بر آب و هوا تأثیر می گذارد
بیشتر ازن موجود در اتمسفر در یک لایه نازک در ارتفاعات 20-25 کیلومتری قرار دارد که به “لایه ازن” معروف است اما ازن در همه جای جو وجود دارد، از سطح زمین تا ارتفاعات بالای 100 کیلومتر. این یک گاز گلخانه ای است و نقشی اساسی در گرمایش و خنک سازی زمین دارد ، که آن را برای آب و هوا حیاتی می کند.
در نیمکره جنوبی ، تغییرات دربخش ازن قطبی شناخته شده است که بر شرایط آب و هوایی منطقه تأثیر می گذارد.
کاهش آن در بالای قطب جنوب یک اثر کاهنده نیز داشت ، که به نوبه خود بخش باد غربی را که به مرکز نزدیک است به حالت کشیده شده در می آید. همانطور که سوراخ ازن قطب جنوب بهبود می یابد ، این کمربند بادی می تواند در بخش شمال بیشتر پیچیده شود و بر الگوهای بارندگی ، دمای سطح دریا و جریان های اقیانوس تأثیر بگذارد. حالت حلقوی جنوبی این حرکت شمال به جنوب کمربند بادی را توصیف می کند که منطقه قطب جنوب را دور می زند.
ازن برای پیش بینی های آب و هوایی در آینده مهم است ، نه تنها در لایه نازک ازن ، بلکه در کل جو این امر اهمیت دارد . بسیار مهم است که ما عواملی را تحت تأثیر قرار می دهیم که بر تغییر اوزن تأثیر می گذارند .
تأثیر مستقیم خورشید
ارتباط بین ذرات خورشید و ازن کاملاً ثابت شده است ، اما در مورد هرگونه تأثیر مستقیم ذرات خورشیدی بر آب و هوا چه می توان کرد؟
ما شواهدی داریم که فعالیت خورشیدی بر تنوع آب و هوایی منطقه ای در هر دو قطب تأثیر می گذارد. مدلهای اقلیمی همچنین حاکی از آن است که چنین اثرات قطبی به الگوهای بزرگتر آب و هوایی (مانند حالت حلقوی شمالی و جنوبی) پیوند خورده و شرایط را در عرضهای میانی تحت تأثیر قرار می دهد.
جزئیات هنوز به خوبی درک نشده است ، اما برای اولین بار تأثیر ذرات خورشیدی بر روی سیستم آب و هوایی در شبیه سازی های آب و هوایی استفاده می شود که برای ارزیابی آینده هیئت بین دولتی تغییر اقلیم (IPCC) استفاده می شود.
از طریق تابش خورشید و ذرات ، خورشید انرژی اصلی را به سیستم آب و هوایی ما می رساند. اگرچه اینها با چرخه فعالیت مغناطیسی 11 ساله خورشید متفاوت هستند ، اما نمی توانند افزایش سریع اخیر دمای کره زمین را به دلیل تغییر آب و هوا توضیح دهند.
ما می دانیم که افزایش سطح گازهای گلخانه ای در جو باعث افزایش دمای سطح زمین می شود ( و علم فیزیک از دهه 1800 در این بخش شناخته شده است). ما همچنین می دانیم که فعالیت های انسانی باعث افزایش بسیار زیاد گازهای گلخانه ای در جو شده است. این دو عامل در کنار هم افزایش ذرات مشاهده شده در دمای کره زمین را توضیح می دهند.
در مورد ابرها چه چیزی مد نظر است؟
ابرها در جو بسیار کمتر از جایی هستند که بیشتر ذرات خورشید نفوذ می کنند. ذراتی که به عنوان پرتوهای کیهانی کهکشانی شناخته می شوند (که از مرکز کهکشان ما به جای خورشید می آیند) ممکن است با تشکیل ابر در ارتباط باشند.
گفته شده است که پرتوهای کیهانی می توانند در تشکیل هسته های چگالشی ، که به عنوان “دانه” برای ابرها عمل می کنند ، تأثیر بگذارند. اما تحقیقات اخیر در مرکز تحقیقات هسته ای CERN نشان می دهد که این اثرات ناچیز است.
این برخی از مکانیسم های دیگر برای تأثیر پرتوهای کیهانی بر تشکیل ابر را رد نمی کند ، اما تاکنون شواهد کمی بدست آمده است.