超新星的宇宙射线如何影响地球的云层覆盖

作者:言炯岩

<p>宇宙射线与地球大气相互作用产生的离子有助于将小气溶胶转变成云凝结核 - 液体水滴形成的种子可以形成云</p><p>能量为100 GeV的质子在大气顶部相互作用,产生一系列次级粒子,在空气中传播时会使分子电离</p><p>一百个GeV质子每秒钟在大气顶部每平方米撞击一次</p><p>插图:H</p><p>Svensmark / DTU今天在“自然通讯”杂志上发表了关于如何理解超新星的宇宙射线如何影响地球云层以及气候的突破</p><p>该研究揭示了高能宇宙射线在大气层中下降产生的大气离子如何帮助云凝结核的生长和形成 - 这是在大气中形成云层所必需的种子</p><p>当大气中的电离发生变化时,云凝结核的数量会发生变化,从而影响云的性质</p><p>更多的云凝结核意味着更多的云和更冷的气候,反之亦然</p><p>由于云对于到达地球表面的太阳能量至关重要,因此对于我们理解气候在过去以及未来气候变化中的变化具有重要意义</p><p>云凝结核可以通过称为气溶胶的小分子簇的生长形成</p><p>迄今为止,人们一直认为,由于没有机制可以实现这一目标,因此额外的小气溶胶不会生长并成为云凝结核</p><p>新的结果从理论和实验上揭示了离子和气溶胶之间的相互作用如何通过向小气溶胶中添加材料来加速生长,从而帮助它们存活成云凝结核</p><p>它为大量经验证据提供了物理基础,证明太阳活动在地球气候的变化中发挥作用</p><p>例如,公元1000年左右的中世纪暖期和公元1300-1900的小冰期的寒冷期都符合太阳活动的变化</p><p> “最后,我们有最后一块拼图解释太空中的粒子如何影响地球上的气候</p><p>它让人们了解太阳活动或超新星活动引起的变化如何改变气候</p><p>“丹麦技术大学DTU Space的Henrik Svensmark说,该研究的主要作者</p><p>共同作者是高级研究员MartinBødkerEnghoff(DTU Space),Nir Shaviv教授(耶路撒冷希伯来大学)和Jacob Svensmark(哥本哈根大学)</p><p>新研究该研究中的基本新思想是包括通过离子质量对气溶胶生长的贡献</p><p>虽然离子不是大气中最多的成分,但离子和气溶胶之间的电磁相互作用可以弥补稀缺性,并且更有可能使离子和气溶胶之间发生融合</p><p>即使在低电离水平下,气溶胶生长速率的约5%也是由离子引起的</p><p>在附近超级新星的情况下,效果可能超过生长速率的50%,这将对云和地球的温度产生影响</p><p>为了获得结果,制定了离子和气溶胶之间相互作用的理论描述以及气溶胶生长速率的表达式</p><p>然后在大型云室中通过实验测试这些想法</p><p>由于室壁存在引起的实验限制,必须测量的生长速率变化为1%,这对实验期间的稳定性提出了很高的要求,并且实验重复进行了100次以上获得相对于不希望的波动的良好信号</p><p>数据采集​​时间为2年,总共3100小时的数据采样</p><p>实验结果与理论预测一致</p><p>简而言之,该研究的意义表明该机制可能已经受到影响:出版物:H</p><p>Svensmark等人,“增加电离作用支持气溶胶生长成云凝结核”,Nature Communications 8,文章编号:2199( 2017)doi:10.1038 / s41467-017-02082-2资料来源:....