增溫層密度縮減 科學家不解

美國國家航空暨太空總署（NASA）今天說，地球上空增溫層密度最近減少幅度之大，連研究員都無法解釋這個現象。

「美國有線電視新聞網」（CNN）報導，增溫層（thermosphere）會阻擋有害的紫外線，並會隨著太陽活動規律擴張或收縮。當二氧化碳增加時，在這種高海拔區域會有冷卻效果，也會造成增溫層收縮。

但研究員說，這兩個因素都不足以充分解釋異常的收縮現象，雖然這個現象不太可能會影響氣候，但會影響衛星運轉。

NASA新聞報導引述美國海軍研究實驗室（Naval Research Lab）研究員埃默特（John Emmert）的話說：「這是至少43年來增溫層收縮幅度最大的一次。」

研究員在6月19日刊出的「地球物理研究通訊」（Geophysical Research Letters）發表這項發現，埃默特是主要作者。埃默特告訴CNN.com，「我們無法解釋反常的低密度現象」，增溫層比先前密度少了30%。

增溫層位於地表上空，界於大氣層頂端與太空開端之間，在地球上空90公里至600公里間，此區是流星、極光、太空梭與國際太空站運作的地方。

增溫層與太陽互動頻繁，因此會受到太陽活動週期強烈影響。

太陽活動活躍時，太陽的超紫外線會讓增溫層暖化且擴張；太陽活動減弱時，增溫層會冷卻且緊密。

NASA報導，增溫層密度下降發生於2007至2009年的「太陽極小期」（solar minimum），在這段期間，太陽活動量空前減少，幾乎沒有太陽黑子，也沒有日冕噴發。

儘管如此，增溫層密度下降幅度之大，不是太陽活動單一因素就能解釋。

埃默特認為，進入增溫層的二氧化碳量增加，可能也是這個異常現象的因素之一。

埃默特說，二氧化碳在增溫層的作用像是冷卻劑，不像在較低的大氣層，會透過紅外線幅射阻隔熱氣。當地球的二氧化碳量增加時，二氧化碳會進入增溫層，在太陽極小期時強化冷卻作用。

美國國家大氣研究中心（Naitonal Center forAtmospheric Reasearch）資深科學家索樂文（StanleySolomon）說，當二氧化碳逐漸增加時，「我們預期每個太陽極小期時，密度都會降低一點，現在太陽極小期出現了，密度卻大幅下降，這很令人震驚」。索樂文沒有直接參與研究。

不過，埃默特說，即使把太陽活動與二氧化碳增加的因素加起來，也不能充分解釋密度異常下滑的現象。

索樂文說，雖然這個異常現象令人不解，但增溫層密度下降不太可能會直接影響到我們的日常生活。

不過增溫層收縮會影響衛星運轉，以及在這個大氣層中繞行的太空垃圾。

埃默特說：「增溫層的碎片會停留更久，軌道碎片量會成為太空航行的問題，有人擔心太空碎片數量會增加。」

索樂文說，增溫層的異常改變可能也會影響其他大氣層，雖然影響幅度較小，但也會造成衛星通信出現些微干擾，如全球定位系統信號。

研究員說，他們會持續監視增溫層，目前密度正在回升中。