阿拉斯加大學費爾班克斯分校的研究人員維卡斯-桑沃卡爾（Vikas Sonwalkar）和阿曼尼-雷迪（Amani Reddy）發現了一種新型電磁波–“鏡面反射嘯叫波”，它能有效地將閃電能量從地球表面傳輸到磁層，從而加深人們對空間天氣對輻射帶影響的理解。

阿拉斯加費爾班克斯大學的兩位科學家發現了一種新型”嘯叫”，這種電磁波能將大量閃電能量傳遞到地球磁層。這項研究發表在《科學進展》（Science Advances）。

榮譽教授Vikas Sonwalkar 和助理教授Amani Reddy 發現了這種新型波。這種波將從低緯度進入電離層的閃電能量帶到磁層。能量被電離層的下邊界向上反射，下邊界位於對半球約55 英里的高度。

作者寫道，以前人們認為，進入低緯度電離層的閃電能量被困在電離層中，因此無法到達輻射帶。輻射帶是環繞地球的兩層帶電粒子，由地球磁場固定。

“我們這個社會依賴太空技術，”Sonwalkar 說。 “現代通訊和導航系統、衛星以及載有太空人的太空船都會遇到輻射帶的有害高能量粒子，這些粒子會損壞電子設備並導致癌症。更了解輻射帶以及影響輻射帶的各種電磁波，包括源自陸地閃電的電磁波，對於人類在太空中的行動至關重要。

這張圖顯示了地球輻射帶的剖面模型，兩顆範艾倫偵測器衛星在輻射帶中飛行。圖片來源：美國國家航空暨太空總署插圖

進入高緯度電離層的閃電能量會以不同的嘯叫聲到達磁層，這種嘯叫聲被稱為磁層反射嘯叫聲，它會在磁層內經過一次或多次反射。

電離層是地球高層大氣的一層，其特徵是離子和自由電子高度集中。電離層在太陽輻射和宇宙射線的作用下發生電離，具有導電性，對無線電通訊至關重要，因為它能反射和改變無線電波。

地球磁層是由地球磁場形成的環繞地球的空間區域。它提供了一個保護屏障，防止大部分太陽風粒子進入大氣層，危害生命和通訊技術。

Sonwalkar 和Reddy 的研究表明，兩種類型的嘯叫–鏡面反射嘯叫器和磁層反射嘯叫在磁層中同時存在。

在研究中，作者使用了美國國家航空暨太空總署範艾倫探測器提供的等離子體波資料（該探測器於2012 年發射，運行至2019 年），以及全球閃電探測網路提供的閃電資料。

他們建立了一個波傳播模型，該模型在考慮鏡面反射嘯叫聲時，顯示到達磁層的閃電能量增加了一倍。

對來自範艾倫探測器的等離子體波數據的審查表明，鏡面反射嘯叫聲是一種常見的磁層現象。大部分閃電發生在低緯度地區，即容易形成雷暴的熱帶和亞熱帶地區。

Sonwalkar說：”這意味著，相對於磁層反射嘯風所攜帶的能量，鏡面反射嘯風可能會將更多的閃電能量帶到磁層。”

自二十世紀五十年代以來，科學界一直在研究閃電產生的嘯聲波對輻射帶物理學的影響及其在磁層等離子體遙感中的應用。

編譯自/ ScitechDaily