Významný nárůst teploty termosféry v posledních měsících naznačuje, že se blíží maximum sluneční aktivity. A s ní bývají spojeny sluneční erupce i výrony koronální hmoty, které na Zemi vyvolávají geomagnetické bouře, upozorňuje magazín Live Science.

Uvidíme víc polárních září

Termosféra je vrstva atmosféry, která se nachází ve výšce zhruba 100 až 600 kilometrů nad mořem. Slouží jako významný ochranný štít Země. Pohlcuje velké množství zhoubného slunečního záření, což vede ke vzniku polárních září, nejúchvatnějšího jevu v atmosféře.

Pět hlavních vrstev zemské atmosféry. Spodní vrstvou je troposféra, která sahá do výšky 15 kilometrů. V ní se pohybují letouny. Nad ní, od 15 do 50 kilometrů, se nachází stratosféra, kde je ozonová vrstva. Ve výšce 50 až 100 kilometrů následuje mezosféra, v níž plují nejvyšší mraky. Nad ní se rozprostírá termosféra, kde shoří většina meteorů a kde vzniká polární záře. Tato vrstva sahá do výšky 600 kilometrů. Exosféra, nejvzdálenější vrstva atmosféry, se rozpíná až do 10 000 kilometrů. V ní obíhají Zemi družice. | zdroj: Profimedia

Je to také oblast vysokých teplot. Dosahují až tisíců stupňů Celsia. Data vesmírné agentury NASA ukazují, že nedávno – poté, co nasála energii ze série geomagnetických bouří – vystoupaly teploty v termosféře na téměř dvacetiletá maxima.

Co víc, dá se očekávat, že teplota ve druhé nejvyšší vrstvě atmosféry v příštích několika letech patrně dál poroste, protože sluneční aktivita se zvyšuje.

Aktivita Slunce je spojena s rychle se pohybujícím zmagnetizovaným plazmatem a proudy vysoce nabitých částic, známými jako sluneční vítr, které naše bouřlivá hvězda chrlí do vesmíru a které často míří na Zemi. Důsledkem mohou být nejen úchvatné polární záře ale i poškozená elektronika a výpadky v elektrické síti.

NASA upozorňuje, že už samotná vyšší teplota v termosféře může ohrozit satelity na oběžné dráze Země.

Satelity v ohrožení

Termosféra je řídká, částice v ní jsou od sebe velmi vzdálené. Proto se tam astronauti ani satelity „nespálí“. Vzhledem k nízké tepelné výměně se v ní teplota vzduchu neměří termometrickými metodami, ale pomocí infračerveného záření vyzařovaného molekulami oxidu uhličitého a oxidu dusnatého.

Vědci převádějí údaje shromážděné orbitální observatoří TIMED (Thermosphere, Ionosphere, Mesosphere, Energetics and Dynamics) na klimatický model atmosféry (TCI), který se udává v terawattech (1 TW se rovná 1 bilionu wattů.)

Graf znázorňující hodnoty klimatického modelu atmosféry TCI v průběhu minulých slunečních cyklů. Hodnota je nejvyšší během každého slunečního maxima | zdroj: Kredit-Marty Mlynczak/NASA Langley Research Center

„Letos jsme už naměřili maxima 0,24 TW,“ informuje v Live Science Martin Mlynczak, vedoucí výzkumný pracovník projektu TIMED, který je nazýván hlídacím psem atmosféry. Tak vysoký byl TCI naposledy 28. prosince 2003.

„Funguje to tak, že energie z geomagnetických bouří se ukládá v termosféře a zahřívá ji. Důsledkem je zvýšená úroveň infračerveného záření oxidu dusnatého a oxidu uhličitého v termosféře,“ vysvětluje Mlynczak.

Za běžných okolností infračervené emise po bouři termosféru ochlazují, ale když se bouře opakují, teplota zůstává vysoká.

Až termosféra vychladne...

Geomagnetické bouře jsou častější a intenzivnější během slunečního maxima, což je část zhruba jedenáctiletého slunečního cyklu, kdy je Slunce nejaktivnější a pokryté tmavými slunečními skvrnami a plazmovými smyčkami chrlícími zmagnetizované plazma a sluneční vítr.

Experti z NASA a Národního úřadu pro oceán a atmosféru (NOAA) předpověděli, že nejbližší sluneční maximum nastane v roce 2025, což znamená, že trend oteplování bude pokračovat.

Zvyšování teploty v termosféře může představovat problém pro satelity, které jsou umístěny kolem horní hranice termosféry. „Termosféra se při oteplování rozšiřuje, což má za následek zvýšený aerodynamický odpor těchto satelitů,“ upozorňuje Mlynczak. „Tento vyšší odpor přitáhne satelity blíž k Zemi, a to může způsobit, že na sebe narazí nebo vypadnou z oběžné dráhy, jak se to stalo satelitům Starlink společnosti SpaceX v únoru 2022 po nečekané geomagnetické bouři,“ připomíná expert NASA.

Provozovatelé družic se mohou této hrozbě vyhnout tím, že včas umístí své sondy na vyšší oběžnou dráhu.

Studie, publikovaná nedávno v časopise Earth Atmospheric and Planetary Sciences, však dospěla k závěru, že v delším časovém horizontu teploty v termosféře budou klesat. Důvodem je nadbytek oxidu uhličitého v termosféře, způsobený klimatickou změnou, který zvyšuje infračervené emise do vesmíru.

Pohled na polární záři z vesmírné stanice ISS v časosběrném videu. Je na něm patrné, že modrá planeta může při silné geomagnetické bouři dočista zezelenat. | zdroj: Profimedia