Silná geomagnetická bouře, která kolem Dne matek v roce 2024 rozzářila oblohu polárními zářemi, vyvolaná silnou sluneční aktivitou, nejenže vytvořila nádherné světelné divadlo. Poskytla také jedinečnou příležitost vědcům studovat její dopad na horní vrstvu zemské atmosféry, odhalujíc překvapivé chování v oblasti, která byla dříve považována za z velké části imunní vůči takovým událostem.
Zkoumání vrstvy E
Vědci, vedení týmem z Kjúšú univerzity v Japonsku, zaměřili své zkoumání na vrstvu E zemské ionosféry. Tato atmosférická vrstva se nachází v nadmořské výšce přibližně 90 až 120 kilometrů nad povrchem. Historicky se této specifické oblasti dostávalo méně vědeckého zkoumání během slunečních bouří, protože se obecně věřilo, že jimi není ovlivněna.
„Sporadická vrstva E nebyla během bouře příliš studována, protože se zdálo, že slunečními bouřemi není ovlivněna,“ poznamenal vedoucí studie Huixin Liu. Avšak samotná síla bouře kolem Dne matek přiměla vědce zpochybnit tento předpoklad a konkrétně prozkoumat její účinky na vrstvu E.
Neočekávaná zjištění
Na rozdíl od dosavadního chápání tým zjistil, že vrstva E byla během bouře významně změněna. Pozorovali náhlý výskyt tenkých oblastí s vysokou hustotou ionizace, vědecky známých jako sporadické vrstvy E, neboli sporadické Es.
K globálnímu mapování tohoto jevu výzkumníci využili rozsáhlý datový soubor shromážděný z mnoha zdrojů. To zahrnovalo data ze společné americko-tchajwanské satelitní sítě COSMIC-2 a informace shromážděné z 37 pozemních radarových stanic zvaných ionosondy. Tato rozsáhlá sbírka dat byla klíčová pro identifikaci přítomnosti sporadických Es a sledování jejich pohybu v čase.
Dopad a šíření bouře
Analýza dat odhalila, že sporadické útvary Es se nevyskytovaly během vrcholné intenzity sluneční bouře. Namísto toho se objevily během fáze zotavení bouře. Dále studie identifikovala zřetelný vzorec šíření: sporadické Es se zpočátku tvořily ve vyšších zeměpisných šířkách, blízko zemských pólů, a postupně se rozšiřovaly směrem k rovníku.
Podle Liua tento charakteristický pohyb z vysokých do nízkých zeměpisných šířek silně naznačuje, že tvorba sporadických vrstev E během takových událostí je pravděpodobně způsobena poruchami v neutrálních větrech v oblasti E atmosféry.
Důsledky pro komunikaci
Pochopení dynamiky vrstvy E během geomagnetických poruch je kritické kvůli jejímu potenciálnímu dopadu na komunikační technologie. Fenomén sporadických Es může narušit rádiové vlny ve vysokofrekvenčních (HF) a velmi vysokofrekvenčních (VHF) pásmech. Tato pásma jsou nezbytná pro různé aplikace, včetně klíčových navigačních systémů.
Získáním hlubších poznatků o tom, jak se vrstva E chová během geomagnetických bouří, se výzkumníci snaží vyvinout strategie pro předpovídání a případné zmírnění narušení způsobených sporadickými Es, čímž zajistí spolehlivost životně důležitých komunikačních a navigačních technologií.