未來太陽風暴危機，二氧化碳濃度上升讓衛星軌道風險增加

隨著二氧化碳在地球上層大氣中的濃度持續上升，未來的太陽風暴可能會對衛星造成更大的影響。根據美國國家科學基金會（National Science Foundation，NSF）支持的美國國家大氣研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）的最新研究，未來的地磁風暴將在較冷、較稀薄的環境中發生，這將導致儘管整體密度下降、但在風暴期間的密度峰值卻會出現更顯著的上升，進而增加衛星的阻力，影響其速度、軌道高度及壽命。

研究顯示，當太陽的帶電粒子與地球大氣相撞時，會引發地磁風暴。這些風暴對於依賴科技的現代社會來說，成為一個日益嚴重的問題。當風暴來襲時，地球上層大氣的密度會暫時增加，這種增加的密度會對衛星造成影響。

透過先進的電腦模擬，研究團隊發現，未來的風暴期間，雖然上層大氣的密度不會像當前風暴那樣高，但相對於基線的密度增加幅度卻會更大。NCAR科學家尼古拉斯·佩達特拉（Nicholas Pedatella）表示，這一發現對於衛星產業至關重要，因為設計衛星時需要考慮特定的大氣條件。

這項研究與日本九州大學合作，並發表於《地球物理研究通訊》（Geophysical Research Letters）。隨著社會對先進導航系統、線上數據傳輸及國家安全應用的依賴加深，地球上層大氣的重要性日益凸顯。與下層大氣不同，隨著二氧化碳的排放，上層大氣的溫度反而會下降，這是因為二氧化碳在高空的作用與在地表的作用不同。

研究人員分析去年5月10日至11日的強力地磁風暴，並模擬在不同年份（2040年、2061年和2084年）相同強度風暴的影響。他們使用了NCAR的社區地球系統模型（Community Earth System Model，CESM），這一模型能夠模擬從地球表面到上層熱大氣的整個大氣系統，幫助科學家了解下層大氣的變化如何影響高空的遠端區域。

▲ 去年5月10日至11日地磁風暴撞擊地球磁層的過程。這場強力地磁風暴使得全球較低緯度地區都出現了極光現象。（Source：NASA）

研究結果顯示，隨著時間推進，當前的風暴在未來可能會對較低密度的大氣造成更大的影響，這意味著未來的風暴可能會使衛星面臨更大的挑戰。佩達特拉強調，未來需要進一步研究不同類型的地磁風暴及其在11年太陽週期中的影響變化，以更好地理解太空天氣的變化。

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（首圖來源：pixabay）

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(责任编辑：李碧华)