一項國際研究強調了地球高層大氣在大型地磁暴發展過程中的關鍵作用。以前，地球大氣層的重要性被低估了。這項研究揭示了地球電離層等離子體是如何與太陽影響一起促成地磁暴的。這些風暴會對地球磁場產生不利影響，進而影響電網、無線電訊號和全球定位系統。

根據一項新的研究，地球的高層大氣在形成地磁暴方面起著至關重要的作用，太陽和電離層等離子體都有助於地磁暴的發展。

一項新的研究揭示了地球高層大氣在決定大型地磁暴如何發展的重要性。這項研究是由日本名古屋大學和美國新罕布夏大學的研究人員領導的國際小組進行的。他們的研究結果揭示了地球大氣層以前被低估的重要性。

了解導致地磁暴的因素非常重要，因為地磁暴會對地球磁場產生直接影響，例如在電網中造成不必要的電流，幹擾無線電訊號和全球定位系統。這項研究可能有助於預測後果最嚴重的風暴。

地磁科學家早就知道地磁暴與太陽的活動有關。炙熱的帶電粒子構成了太陽的外層，也就是我們所能看到的那一層。這些粒子從太陽流出，形成”太陽風”，並與地球等太空物體相互作用。當這些粒子到達我們星球周圍的磁場（即磁層）時，就會與之相互作用。帶電粒子和磁場之間的相互作用導致了太空天氣，即可能影響地球和衛星等技術系統的空間條件。

地球大氣層在製造影響衛星通訊的大型風暴方面的重要性。資料來源：ERG 科學小組

磁尾及其重要性

磁層的一個重要部分是磁尾。磁尾是磁層中沿著太陽風流方向向太陽延伸的部分。磁尾內部是等離子體片區域，該區域充滿了帶電粒子（等離子體）。等離子體片非常重要，因為它是進入內磁層的粒子的源區，產生的電流會導致地磁暴。

雖然太陽的重要性眾所周知，但一個國際研究小組的目標是解開磁層中多少等離子體來自地球以及在地磁暴期間等離子體的貢獻如何變化的謎團。研究小組由名古屋大學特聘教授、新罕布夏大學教授（交叉聘任）Lynn Kistler、名古屋大學教授Yoshizumi Miyoshi 和名古屋大學特聘教授Tomoaki Hori 領導。

在研究中，他們使用了2017年9月7日至8日發生的大型地磁暴的資料。在此期間，太陽釋放出巨大的日冕物質拋射，與地球大氣層相撞，引發了巨大的地磁暴。這次撞擊破壞了磁層，導致無線電訊號、全球定位系統和精密計時應用受到干擾。

研究人員利用美國國家航空暨太空總署/磁層多尺度（MMS）飛行任務、日本Arase 飛行任務、歐空局/Cluster 飛行任務和美國國家航空暨太空總署/Wind 飛行任務等多個太空任務提供的數據，對這一事件期間的離子傳輸進行了回顧性分析。他們將這些離子與太陽風離子和電離層本身的離子區分開來。

利用對太陽風成分的同步測量來追蹤源變化，他們確定了近地等離子體薄層在發展過程中成分和其他性質的重大變化。等離子體片的這些特性，如密度、粒子能量分佈和成分，會影響地磁暴的發展。

在風暴的主要階段開始時，風暴源由太陽風主導變為電離層主導。基斯特勒解釋說：”最重要的發現是，在地磁暴開始時，等離子體從太陽風為主變為電離層為主。這表明，地磁暴促使更多的外流從地球電離層流出，電離層等離子體可以在整個磁層中快速移動。總的來說，我們的研究透過顯示地球電離層等離子體的重要性，有助於理解地磁暴的發展。我們發現了令人信服的證據，表明不僅來自太陽的等離子體會驅動地磁暴，來自地球的等離子體也會驅動地磁暴。簡而言之，等離子體片的特性（密度、粒子能量分佈、成分）會影響地磁暴，而不同來源的等離子體體片的特性是不同的。”