地磁暴制造美丽也带来危险：极光消耗臭氧

关键提示

       地磁暴带来的不仅仅是绚丽多彩的极光，还可能是不可估量的危害，但对人体健康没有影响。

       最新研究表明，北极光可消耗臭氧：臭氧洞漏能效应影响人体健康。

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地磁暴：制造美丽也带来危险

中国青年网

2023-12-07

      日前，“北京极光”震撼众人—不少人在北京怀柔、门头沟等地拍摄到极光。网友惊叹，原来，不用到漠河北极村，在北京也能看到极光。这得感谢一个特殊现象—地磁暴。据中国气象局国家空间天气监测预警中心监测，12月1日夜间，受太阳日冕物质抛射影响，地球发生了一场高强度的地磁暴。但是，地磁暴带来的不仅是美丽，还有可能是危险。

       地球磁场是保护屏障，但也有“副作用”

       这次地磁暴，早有预警。

       11月30日中午，国家空间天气监测预警中心在其官方微信公众号发布预警——11月30日、12月1日和2日三天，可能出现地磁暴活动。

       他们分析风云三号E星、羲和号等卫星过去几天的监测资料后发现，太阳分别在11月27日5时、21时、22时，以及11月28日20时左右，先后四次爆发日冕物质抛射。前三次相对较弱，但发生时间比较紧凑，一个接一个地连续爆发。而第四次过程强度最大，喷发物质最多，并且形成了近似正对地球的球形喷发面。

    “作为最典型的太阳爆发活动，一次日冕物质抛射过程能将数以亿吨计的太阳物质，以每秒数百千米的高速抛离太阳表面，形成类似爆炸的冲击波，传递到太阳系的各处。巨大质量与速度汇聚成的动能，再加上本身就携带着太阳强大的磁场能，太阳物质一旦命中地球，就会引发地球磁场方向与大小的变化，变化足够大时就会发生地磁暴。”国家空间天气监测预警中心工程师韩大洋解释。

       国家空间天气监测预警中心监测，这次太阳日冕物质抛射给地球带来3小时全球磁场指数（Kp）为7的大地磁暴、3小时Kp为6的中等地磁暴，以及12小时的小地磁暴。“全球磁场指数”是衡量地球磁场活动的指标，取值范围0～9，数字越大，说明地球磁场活动越强烈。

       地球磁场本是保护地球的屏障，抵挡来自宇宙的各种“冲击”。但当高速的太阳风吹袭地球，或太阳爆发导致的日冕物质抛射影响到地球时，就会引起地球磁场在短时间内发生剧烈变化。如果地磁场的变化幅度超过一定数值，地磁暴就难以避免了。

     “地球磁场的存在为地球生物提供了必要的生存条件，但地磁暴却是我们不得不面对的‘副作用’。”韩大洋说，地磁暴可能会影响卫星运行、导航系统和供电系统等。

       这种“副作用”还会继续。太阳活动存在周期性，大约11年一个周期。从2019年12月开始，我们进入有记录以来的第25个太阳活动周期。在这个周期中，太阳活动明显增强，规模较大的日冕物质抛射、X级太阳耀斑等强爆发事件时有发生。

       地磁暴越强极光范围越大，北京还有机会看到极光

       尽管是“副作用”，但地磁暴会带来“美丽的邂逅”。

在发出地磁暴预警时，国家空间天气监测预警中心特别提醒极光爱好者，未来几天要时刻注意空间天气信息。果不其然，这次地磁暴期间，黑龙江、内蒙古、新疆、河北等地均出现极光，甚至北京都有清晰的极光观测记录。

       为什么地磁暴会带来极光现象？

     “地磁暴期间，高能粒子从太空落下，撞击空气并使其发光，从而形成极光。”韩大洋解释，空气中的分子和原子在与太阳物质的高速撞击过程中，会发生微观的能量交换。以氧原子为例，它们会从撞击中接收一份能量，但是由于原子核外电子的特性，电子与原子核之间只能容纳一定额度的能量，超过的部分都会再被释放出来，而释放的形式就是发光。

        极光常见于地球南北极等高纬度地区，为什么北京、新疆等地也能看到？

“极光的发生范围与地磁暴强度存在对应关系。对于北半球而言，地磁暴越强，极光发生的范围就会越往南扩，如果足够强的话，就可能在我国夜空出现极光。”韩大洋解释。

        中国科学院国家空间科学中心研究员刘勇在接受媒体采访时表示，历史上有比这次强度大得多的地磁暴发生，“甚至在湖北都可以看到极光”。

       今年4月24日、5月8日、5月12日，我国境内连续三次出现极光，打破以往间隔数年才能有一次极光目击的纪录。其中，4月24日发生Kp指数为8的特大地磁暴，在新疆多地都能看到极光。而在此之前，我国境内清晰拍到极光，还要追溯到2015年。

       韩大洋表示，我国出现极光是相当罕见的，主要原因在于：一是极光通常出现的区域位于地球南北极区附近的极光卵，其对应地磁纬度范围在南北纬65度到75度之间，而我国纬度最高的地方漠河为北纬53度左右。二是地球磁轴和自转轴之间存在11.5度的夹角，所以地理纬度并不等于地磁纬度，且地球磁轴还向着北美洲偏移，也就是说，我国的地理纬度减去10度左右才是真实的地磁纬度。由此可见，我国的地磁纬度要比地理纬度低不少。三是出现在我国的极光往往不强，雾霾、人类照明都会遮挡原本微弱的极光。

      “光有足够强的太阳爆发来引发地磁暴仍然不够，还需要相当好的气象条件。”韩大洋强调，在太阳、地球磁场、地球高层大气以及对流层天气的合力撮合下，才可以促成一场令人叹为观止的极光“盛宴”。他说，目前正是太阳第25个活动周“冲业绩”的时候，伴随爆发活动的增多，极光出现在我国的机会也在逐渐变大，“北京一定还有机会看到极光，而且就在当前太阳活动周期内”。

        极光颜色不一样，我国更难看到绿色极光

       这次地磁暴期间，北京和黑龙江出现的极光有着不一样的色彩。北京是红色为主，黑龙江则是红绿相互辉映。

       为什么极光会有不同的颜色？科学家认为，极光的颜色主要与受到激发的气体分子以及海拔高度有关。

韩大洋指出，绿色极光大多出现于100至150千米的较低海拔处，这里粒子碰撞频繁，受激发的分子氮通过碰撞将能量传递给原子氧，此时微观粒子的跃迁会发射波长为557.7纳米的光，呈现出绿色。跃迁较为平缓时，受到激发的氮气发射出的光波长仅为428纳米，会呈现出蓝色。而红色极光一般是由高空的原子氧产生，其波长为630纳米，人眼对这个波长并不敏感，只有在太阳活动引发强烈地磁暴、红光足够亮时，才能看到。

    “绿色的极光对于我国来说更难看到，因为需要足够强的太阳风暴才能轰击到100千米左右的大气，产生绿色极光。”他说。

       从这个角度来看，黑龙江地区的人们是幸运的。这次地磁暴给黑龙江地区同时带来了红色和绿色极光，绚丽多彩。这个盛景，他们在一个月前刚刚遇到过——11月5日晚间发生地磁暴，黑龙江漠河夜空同时出现了红、绿极光。“回顾过往极光图片与视频资料，在我国范围内观测到的基本都是红色极光，而对于出现高度更低、更难发生的绿色极光，这还是第一次被人们观测并拍摄到。”韩大洋说。

       红色和绿色极光不仅可能同时出现，而且还可能互相叠加。

       今年10月，加拿大上空出现的橙色极光引起众多关注，也让科学家很苦恼，极光不应该是橙色的，因为空气中没有分子能够产生明亮的橙色。挪威卑尔根大学的极光物理学家谢尔玛·奥克萨维克研究后给出解释，红色极光是由低能电子与高海拔（200～400千米）的氧原子碰撞形成的；绿色极光是由能量更高的电子深入低空（100～150千米）与氧原子碰撞形成的；在这两个过程之间，可能会出现混合现象，即绿色和红色极光重叠，看上去是橙色，“实际上同时是红色和绿色的”。

       威胁航天器安全、影响导航定位，但对人体健康没影响

        当然，地磁暴带来的不仅仅是绚丽多彩的极光，还可能是不可估量的危害。

        2022年2月，受地磁暴影响，多颗美国星链卫星未能按照计划进入预定轨道。当时发生了两次地磁暴，刚发射升空的星链卫星还没来得及“舒展筋骨”，就被各种微粒“撞晕”了。

        韩大洋指出，除了极光，地磁暴带来的影响有很多。其中之一是驱使地球高层大气微粒运动加剧，最终造成大气整体上受热膨胀，并向着更高的空间扩散，从而对飞行在太空的航天器造成更大的飞行阻力，形成飞行速度减慢——高度降低——阻力更大——进一步减速——高度更快降低的恶性循环，威胁航天器在轨安全。

清华大学天文系副教授蔡峥解释，地磁暴可能会影响无线电波的传播，从而干扰地面通信和卫星信号，这可能影响导航卫星系统的精确度，以及手机和卫星电视的信号质量。同时，强烈的地磁暴可能会对电力传输系统产生影响，增加输电线路的电流负荷，有时甚至可能导致变压器或其他电网设施损坏，引起电力中断。

       1989年3月发生的超级地磁暴，导致加拿大魁北克电网系统完全瘫痪，大部分地区9个小时才恢复供电。这次事件还使澳大利亚输油管道受损，大西洋和太平洋海底电缆出现高压脉冲；美国GOES-7卫星损失了一半太阳能电池，致使其寿命缩短一半；日本通信卫星CS-3B异常，卫星上的备用命令电路损坏。

       我国的在轨卫星也会受到地磁暴的影响。韩大洋介绍，这次地磁暴造成我国风云三号G星的轨道单日降低约300米，达到日常情况下轨道衰减数值的近四倍。但在准确的预报服务下，卫星运控部门已提前做好准备，因此此次大地磁暴对风云卫星的运行影响不大。

       很多人担心，地磁暴是否会影响人类健康和安全。对此，刘勇表示，地磁暴通常对人体健康没有影响。“地磁暴对身体和航空出行不会有什么影响，虽然会对电子通信产品有一定的干扰，但影响都是非常小的，也有应对措施。但在国际空间站工作的宇航员们可能会受到地磁暴更多的影响。”他说。

       不过，强烈的地磁活动可能会影响动物的迁徙和导航能力。“对于借助太阳和地磁导航的信鸽而言，地磁暴带来的影响是巨大的。”韩大洋说，最近的这次大地磁暴，给信鸽归巢制造了不小的麻烦，甚至有的赛鸽俱乐部当天的归巢率只有百分之十几。

       地磁暴不可避免，但我们已经能够提前预报预警。据了解，目前我国已形成规范化、定量化的空间天气监测预报预警业务，空间天气预报准确率处于国际先进水平。今年，空间天气预警还加入了国家突发事件预警发布体系，并在3月1日通过国家突发事件预警信息发布平台首次发布太阳耀斑的信息提示。“我们将持续监测相关太阳活动，及时为大家提供预报和预警服务。”韩大洋说。

（本报记者 陈海波）

来源：光明日报

https://so.html5.qq.com/page/real/search_news?docid=70000021_65065710bba86952

新研究称极光在臭氧层中“炸出”一个250英里宽的空洞

原创2022-10-25 10:47·cnBeta

据BGR报道，臭氧层是我们星球大气中最重要的部分之一。因此，保持臭氧的完整和尽可能少的空洞是科学界多年来的一个目标。根据一项新研究，尽管一个更著名的臭氧洞得到了一些修复，但极光可能刚刚打开了另一个臭氧洞。

研究人员在《科学报告》上发表了一项研究。根据该研究，某种类型的极光可以在臭氧层中制造空洞。臭氧层是我们大气层中的一个保护层，保护地球免受太阳释放的有害辐射。如果没有这个层，地球将遭受巨大的损失，甚至可能在没有任何反驳的情况下成为可居住的地方。

在大多数情况下，大自然可以使臭氧层出现空洞。我们看到了这一点，当科学家在臭氧层中发现了一个可能影响世界一半人口的永久性空洞时，长期以来，人们对气候变化如何影响臭氧也有担忧。不过，也许最不可能造成臭氧层空洞的来源之一是极光。

这些美丽的显示常常让人惊叹，当它们进入夜空时，照亮了大气层，因为来自太阳的辐射与我们星球的辐射混合在一起。虽然美丽，但这些现象似乎也有一个不幸的能力，即在我们的臭氧层中“炸出”巨大的空洞。

根据今年早些时候发表的新研究，科学家们看到，在某些极光现象开始后的90分钟内，某些极光正下方的臭氧层被破坏的比例高达10%至60%。虽然在臭氧层中增加任何新的空洞总是令人担忧，但科学家说，极光造成的那些臭氧空洞会自然愈合。

因此，它们不应该对地球构成任何长期危险，或对正在进行的应对气候变化的斗争构成危险。随着全球气温不断上升，以及如果北极冰川融化，海平面将上升到1.6英尺的威胁，世界感觉它正处于灾难的“悬崖边”上。值得庆幸的是，从极光中看到的臭氧层的任何下降都不应该增加这种情况。

https://www.toutiao.com/article/7158276046381777415/

科学家发现北极光可消耗臭氧：臭氧洞漏能效应可杀灭新冠病毒

已有 2255 次阅读 2022-7-20 15:18 |个人分类:全球变化|系统分类:论文交流

  科学家发现北极光可消耗臭氧：臭氧洞漏能效应可杀灭新冠病毒

                                                       吉林大学：杨学祥，杨冬红

关键提示

      地球生命的保护神

      自武汉新型冠状病毒肺炎疫情爆发以来，一直与远大科技集团总裁张跃隔空探讨如何利用臭氧灭菌灭毒的问题。张跃是积极倡导用臭氧消毒灭菌的先行者，但响应者甚鲜。笔者在与国内外大气专家的交流和相关资料的翻阅中，也深感世人对臭氧的冷漠和戒备。为了消除对臭氧认知的误解，促进利用臭氧积极应对紧急的疫情事态，有必要对臭氧扑朔迷离的特性进行一次系统地梳理。

      地球大气层0～10km左右的最低层叫对流层，温度与高度的关系是上冷下热。对流层之上有一个10～50km左右的平流层，温度与高度的关系正好相反，是上热下冷。在高空的平流层里，存在一个浓度为10~20ppm的臭氧层。这个臭氧层通过吸收对地球生物造成危害的紫外线波段，屏蔽了紫外线对生物细胞DNA的破坏，给地球上的生命提供了生存条件。

      臭氧层达到接近现今浓度的时间与地球上的生命从海洋登陆到陆地的时间基本一致。换而言之，在臭氧层还比较稀薄的时候，生命只能潜伏于海洋之中，一直等到臭氧层浓度升高到一定程度后，才从海洋延展到陆地。

      可以说，如果没有臭氧层的保护，地球上甚至连一个细菌都不可能存在，就更没有今天纷繁生命的繁衍和绽放。

      由于产业活动排放的大量氟利昂、挥发性有机化合物（VOC：Volatile Organic Compounds）等对臭氧层的破坏，造成削弱人类免疫系统，增加皮肤癌和白内障发病率等危害，由是臭氧层空洞成为与全球变暖并列的全球性环境问题。臭氧层破坏问题同时也是让臭氧进入一般大众视野的重要契机，有感于臭氧对地球生命的保护作用，臭氧层被舆论称之为“地球卫士”。

      臭氧由三个氧原子组成。臭氧产生的主要途径是太阳光紫外线打击双原子的氧分子，把它分解为两个原子，然后氧原子再与没有分裂的氧分子合并成臭氧。臭氧和氧气是氧元素的同素异构体，呈淡蓝色，有特殊气味，故名臭氧（OZEIN：希腊文，臭味的意思）。

      高浓度的臭氧层作为一道天然屏障，使地球生命免于太阳光中有害紫外线波段的侵袭，堪称是地球生命繁衍的保护神。

  科学家发现北极光可消耗臭氧

   从地球的极地地区经常可以看到神奇的绿光，但这会导致中间层臭氧层消耗。这种消耗可能对全球气候变化具有重要意义，因此了解这一现象很重要。由日本名古屋大学的 Yoshizumi Miyoshi 教授领导的一组科学家对这一现象进行了观察、分析并提供了更深入的见解。研究结果发表在《自然科学报告》上。

  在地球的磁层——地球周围的磁场区域——来自太阳的电子仍然被困住。电子和等离子体波之间的相互作用会导致被捕获的电子逃逸并进入地球的高层大气（热层）。这种称为电子沉淀的现象是产生极光的原因。但是，最近的研究表明，这也是造成中间层（低于热层）局部臭氧层消耗的原因，并可能对我们的气候产生一定影响。

  更重要的是，中间层的这种臭氧消耗可能特别发生在极光期间。虽然科学家们研究了与极光有关的电子降水，但没有人能够充分阐明它是如何导致中间层臭氧消耗的。

  三好教授及其团队在 2017 年斯堪的纳维亚半岛上空的中度地磁风暴期间借此机会改变了这一说法。他们将观测目标对准了“脉动极光”（PsA），一种微弱的极光。他们的观测是通过与欧洲非相干散射 (EISCAT) 雷达（发生 PsA 的 60 至 120 公里的高度）、日本航天器 Arase 和全天相机网络的协调实验成为可能的。

  Arase数据表明，地球磁层中被俘获的电子具有很宽的能量范围。它还表明在该空间区域存在合唱波，一种电磁等离子体波。计算机模拟结果显示，Arase 观测到等离子波导致这些电子在很宽的能量范围内沉淀，这与地球热层中的 EISCAT 观测结果一致。

  EISCAT 数据的分析表明，从几 keV（千电子伏）到 MeV（兆电子伏）的宽能量范围的电子会沉淀以引起 PsA。这些电子携带的能量足以穿透我们的大气层低于 100 公里，高达约 60 公里的高度，即中间层臭氧所在的位置。事实上，使用 EISCAT 数据的计算机模拟表明，这些电子在撞击中间层时会立即消耗中间层的局部臭氧（超过 10%）。

  Miyoshi 教授解释说，PsA 几乎每天都会发生，分布在大片区域，并持续数小时。因此，这些事件造成的臭氧消耗可能很严重。 谈到这些发现的更大意义，三好教授继续说道：这只是一个案例研究。需要进一步的统计研究来确认由于电子沉淀在中层大气中发生了多少臭氧破坏。毕竟，这种现象对气候的影响可能会影响现代生活。

         制造臭氧洞的元凶是太阳风

     南极臭氧洞罪魁祸首是太阳风：太阳粒子如何破坏我们的臭氧层？

      长春科技大学教授杨学祥1999年撰文指出，造成南极上空臭氧空洞的“罪魁祸首”是太阳风，而不是通常所认为的氟利昂。

上述观点是在他与同事合著的论文《太阳风、地球磁层与臭氧空洞》中提出的，并发表在今年第5期《科学美国人》杂志中文版上。最近，这一新观点经新华社向世界播发后，在国际上产生强烈反响，一些华文报纸纷纷采用，世界四大通讯社之一的法新社，几乎全文转发了新华社英文稿。

1985年，英国科学家首次报道南极上空出现巨大臭氧空洞，后来人们发现这个臭氧空洞早已产生，并一直在稳定、逐步地扩大。大多数科学家认为，这是30年代以来人类大量使用氟利昂造成的，其释放出的氯离子破坏臭氧分子，从而使臭氧浓度急剧减少。

1999年，杨学祥认为，人类使用氟利昂是南极臭氧空洞形成的主要原因，这一观点依据不足。他说，事实上，北半球的大陆面积和人口占全球的大部分，人为产生的氟利昂也集中在北半球。如果是氟利昂的原因，则臭氧空洞应该出现在北极而非南极才能解释得通。

他在论文中指出，有三个因素结合起来使南极臭氧层出现空洞：太阳风的压力使地球南极上空大气层变薄；处于开裂期的地球南半球由于火山爆发释放出大量有害气体破坏臭氧层；太阳高能粒子进入地球大气层后消耗了两极臭氧。其中，太阳风是地球臭氧空洞的“元凶”。    

杨教授说，由于受地磁层的保护，太阳高能粒子中每年仅有一小部分穿越地球磁层，并沿着磁力线集中到南北两极。由于高能粒子中以氢元素为主，到达两极后容易和臭氧结合成水，所以它首先破坏的是两极的臭氧。

学者叶倾城2021年撰文指出，自21世纪初之后，基于陆续发射升空的新型观测卫星，科学家掌握越来越多的证据表明，太阳粒子在影响极地臭氧方面发挥着重要作用。在太阳活动特别活跃的时候，当太阳向太空释放大量粒子时，海拔50千米以上的地区多达60%的臭氧会被消耗，该影响可能持续几个星期。

在更低的地球大气位置，大约低于距离地球表面50千米的区域，太阳粒子是造成极地臭氧水平逐年发生变化的重要因素，太阳粒子袭击将持续导致臭氧损失，然而，最近一项研究表明，太阳粒子还有助于抑制南极臭氧空间进一步损耗。

https://www.kepuchina.cn/more/202104/t20210402_2980297.shtml

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1332936.html

      极光是太阳风撞击地球磁层的产物，极光消耗臭氧的发现，证实了杨学祥1999年的论断。

“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应” 

我们在1999年撰文提出，到达地球的太阳辐射能大约有2%被平流层的臭氧吸收，7%被电离层吸收。当黑子活动高峰发生太阳风暴时，会大量破坏南极臭氧，随之产生“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应”，使被地磁层和臭氧层阻隔的9%的太阳能由平流层进入对流层，导致南极平流层变冷对流层变暖。收缩的平流层自转变快，膨胀的对流层自转变慢，这是赤道高空风产生的一个原因。

正X射线,γ射线和紫外线,大约占太阳辐射光谱总能量的9%.在80～400km高度范围的电离层,γ射线和X射线被N₂和O₂/O₃所吸收,在15～55km高度的臭氧层,99%的紫外线被O₃所吸收.即在地球磁层、大气层和臭氧层被破坏的时候,到达生物圈的太阳辐射能将增大9%,造成地表温度的大幅度波动.与此同时,到达地表的γ射线、X射线和过量紫外线将造成大规模的生物灭绝.这就是臭氧洞漏能效应.

http://cpfd.cnki.com.cn/Article/CPFDTOTAL-ZGDW199910001191.htm

https://www.doc88.com/p-4317663607230.html

https://www.docin.com/p-344676587.html

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1346460.html

      太阳风暴、紫外线风暴、极光和臭氧洞：灭杀病毒的四剑客

      紫外线能杀灭病毒，这是人人皆知的科普知识。可是，说太阳风暴和极光能杀灭病毒，却引起不小的争论，因为人们从来就没有听说过。事实上，太阳风暴可以产生太阳耀斑、地磁暴、臭氧洞和极光，并且在极夜和极昼交替中都能形成紫外线风暴，杀灭病毒自然也就顺理成章。

      与太阳光在白天杀灭病毒不同，紫外线风暴、极光和通过臭氧洞进入地表的紫外线和太阳高能粒子可以全天候的昼夜杀灭病毒，高效快速地清理全球环境。

https://blog.sciencenet.cn/blog-2277-1346957.html

  事实上，使用 EISCAT 数据的计算机模拟表明，这些电子（太阳风撞击地球磁层进入地球大气）在撞击中间层时会立即消耗中间层的局部臭氧（超过 10%）。  Miyoshi 教授解释说，“脉动极光”几乎每天都会发生，分布在大片区域，并持续数小时。因此，这些事件造成的臭氧消耗可能很严重。

  根据“臭氧洞漏能效应”和“地磁层漏能效应” ，进入地球大气的太阳射线、太阳高能粒子和紫外线就可以大量杀灭新冠病毒，且没有昼夜之分。这表明，极光杀灭病毒不是神话。 

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“人美心善”的极光！科学家发现北极光可消耗臭氧

VOCs行动派 发布时间：2021-08-23 16:30:30

   从地球的极地地区经常可以看到神奇的绿光，但这会导致中间层臭氧层消耗。这种消耗可能对全球气候变化具有重要意义，因此了解这一现象很重要。

  现在，由日本名古屋大学的 Yoshizumi Miyoshi 教授领导的一组科学家对这一现象进行了观察、分析并提供了更深入的见解。研究结果发表在《自然科学报告》上。

  在地球的磁层——地球周围的磁场区域——来自太阳的电子仍然被困住。电子和等离子体波之间的相互作用会导致被捕获的电子逃逸并进入地球的高层大气（热层）。这种称为电子沉淀的现象是产生极光的原因。但是，最近的研究表明，这也是造成中间层（低于热层）局部臭氧层消耗的原因，并可能对我们的气候产生一定影响。

  更重要的是，中间层的这种臭氧消耗可能特别发生在极光期间。虽然科学家们研究了与极光有关的电子降水，但没有人能够充分阐明它是如何导致中间层臭氧消耗的。

  三好教授及其团队在 2017 年斯堪的纳维亚半岛上空的中度地磁风暴期间借此机会改变了这一说法。他们将观测目标对准了“脉动极光”（PsA），一种微弱的极光。他们的观测是通过与欧洲非相干散射 (EISCAT) 雷达（发生 PsA 的 60 至 120 公里的高度）、日本航天器 Arase 和全天相机网络的协调实验成为可能的。

  Arase数据表明，地球磁层中被俘获的电子具有很宽的能量范围。它还表明在该空间区域存在合唱波，一种电磁等离子体波。计算机模拟结果显示，Arase 观测到等离子波导致这些电子在很宽的能量范围内沉淀，这与地球热层中的 EISCAT 观测结果一致。

  EISCAT 数据的分析表明，从几 keV（千电子伏）到 MeV（兆电子伏）的宽能量范围的电子会沉淀以引起 PsA。这些电子携带的能量足以穿透我们的大气层低于 100 公里，高达约 60 公里的高度，即中间层臭氧所在的位置。事实上，使用 EISCAT 数据的计算机模拟表明，这些电子在撞击中间层时会立即消耗中间层的局部臭氧（超过 10%）。

  Miyoshi 教授解释说，PsA 几乎每天都会发生，分布在大片区域，并持续数小时。因此，这些事件造成的臭氧消耗可能很严重。 谈到这些发现的更大意义，三好教授继续说道：这只是一个案例研究。需要进一步的统计研究来确认由于电子沉淀在中层大气中发生了多少臭氧破坏。毕竟，这种现象对气候的影响可能会影响现代生活。原文链接：https://www.xianjichina.com/special/detail_494592.html来源：贤集网https://www.xianjichina.com/special/detail_494592.html

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