Para peneliti telah menemukan hubungan antara cuaca di Bumi dan cuaca di luar angkasa. Ini adalah penemuan yang mengejutkan karena ionosfer dan atmosfer yang lebih rendah dipisahkan oleh ratusan kilometer.
Cuaca di Bumi memiliki hubungan yang mengejutkan dengan cuaca luar angkasa yang terjadi tinggi di atmosfer atas bermuatan listrik, yang dikenal sebagai ionosfer, menurut hasil baru dari satelit NASA.
"Penemuan ini akan membantu meningkatkan perkiraan turbulensi di ionosfer, yang dapat mengganggu transmisi radio dan penerimaan sinyal dari Global Positioning System," kata Thomas Immel dari University of California, Berkeley, penulis utama makalah penelitian yang diterbitkan 11 Agustus di Geophysical Research Letters.
Para peneliti menemukan bahwa gelombang udara yang dihasilkan oleh aktivitas badai ganas di Amerika Selatan, Afrika, dan Asia Tenggara mengubah struktur ionosfer.
Ionosfer dibentuk oleh sinar-X matahari dan sinar ultraviolet, yang memecah atom dan molekul di atmosfer atas, menciptakan lapisan gas bermuatan listrik yang dikenal sebagai plasma. Bagian terpadat dari ionosfer membentuk dua pita plasma yang dekat dengan garis khatulistiwa pada ketinggian hampir 250 mil. Dari 20 Maret hingga 20 April 2002, sensor-sensor yang ada di satelit Imager for Magnetopause ke Aurora Global Exploration (IMAGE) NASA merekam band-band ini, yang bercahaya dalam sinar ultraviolet.
Menggunakan gambar dari IMAGE, tim menemukan empat pasang daerah terang di mana ionosfer hampir dua kali lebih padat dari rata-rata. Tiga pasangan yang cerah terletak di atas hutan hujan tropis dengan banyak aktivitas badai - Cekungan Amazon di Amerika Selatan, Cekungan Kongo di Afrika, dan Indonesia. Sepasang keempat muncul di atas Samudra Pasifik. Para peneliti mengkonfirmasi bahwa badai petir di tiga wilayah hutan hujan tropis menghasilkan gelombang udara di atmosfer kita menggunakan simulasi komputer yang dikembangkan oleh Pusat Penelitian Atmosfer Nasional, Boulder, Colorado, yang disebut Global Scale Wave Model.
Koneksi ke pita plasma di ionosfer mengejutkan para ilmuwan pada awalnya karena gelombang pasang dari badai tidak dapat mempengaruhi ionosfer secara langsung. Gas dalam ionosfer terlalu tipis. Gravitasi bumi membuat sebagian besar atmosfer dekat dengan permukaan. Badai petir berkembang di atmosfer yang lebih rendah, atau troposfer, yang memanjang hampir 10 mil di atas khatulistiwa. Gas dalam pita plasma sekitar 10 miliar kali lebih padat daripada di troposfer. Pasang perlu bertabrakan dengan atom di atmosfer di atas untuk merambat, tetapi ionosfer di mana pita plasma terbentuk sangat tipis, atom jarang bertabrakan di sana.
Namun, para peneliti menemukan bahwa pasang surut dapat memengaruhi pita plasma secara tidak langsung dengan memodifikasi lapisan atmosfer di bawah pita yang membentuknya. Di bawah pita plasma, lapisan ionosfer yang disebut lapisan-E menjadi sebagian teraliri listrik sepanjang hari. Wilayah ini menciptakan pita-pita plasma di atasnya ketika angin dataran tinggi meniup plasma di lapisan-E melintasi medan magnet Bumi. Karena plasma bermuatan listrik, gerakannya melintasi medan magnet Bumi bertindak seperti generator, menciptakan medan listrik. Medan listrik ini membentuk plasma di atas menjadi dua pita. Apa pun yang akan mengubah gerakan plasma E-layer juga akan mengubah medan listrik yang mereka hasilkan, yang kemudian akan membentuk kembali pita-pita plasma di atas.
Model Gelombang Skala Global menunjukkan bahwa pasang surut harus membuang energi mereka sekitar 62 hingga 75 mil di atas Bumi dalam lapisan-E. Ini mengganggu arus plasma di sana, yang mengubah medan listrik dan menciptakan zona padat dan cerah di pita plasma di atas.
“Sepasang zona cerah di atas Samudra Pasifik yang tidak terkait dengan aktivitas badai petir yang kuat menunjukkan gangguan menyebar di sekitar Bumi, menjadikan ini efek global pertama pada cuaca luar angkasa dari cuaca permukaan yang telah diidentifikasi,” kata Immel. "Kita sekarang tahu bahwa prediksi akurat gangguan ionosfer harus memasukkan efek ini dari cuaca tropis."
“Penemuan ini memiliki implikasi langsung untuk cuaca luar angkasa, mengidentifikasi empat sektor di Bumi di mana badai antariksa dapat menghasilkan gangguan ionosfer yang lebih besar. Amerika Utara berada di salah satu sektor ini, yang dapat membantu menjelaskan mengapa AS menderita kondisi ionosfer ekstrem yang unik selama peristiwa cuaca luar angkasa, ”kata Immel.
Pengukuran yang dilakukan oleh satelit Energetika dan Dinamika (TIMED) satelit dari Thermosphere Ionosphere dari 20 Maret hingga 20 April 2002, telah mengkonfirmasi bahwa zona padat ada di pita plasma. Para peneliti sekarang ingin memahami apakah pengaruhnya berubah dengan musim atau peristiwa besar, seperti angin topan.
Penelitian ini didanai oleh NASA. Pusat Penelitian Atmosfer Nasional disponsori oleh National Science Foundation, Arlington, Va.
Tim ini termasuk Immel, Scott England, Stephen Mende, dan Harald Frey dari University of California, Berkeley; Eiichi Sagawa dari Institut Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi, Tokyo, Jepang; Sid Henderson dan Charles Swenson dari Universitas Negeri Utah, Logan, Utah; Maura Hagan dari Pusat Nasional untuk Penelitian Atmosfer Pengamatan Ketinggian Tinggi, Boulder, Colo .; dan Larry Paxton dari Laboratorium Fisika Terapan Universitas Johns Hopkins, Laurel, Md.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
