Аэрономия является научным исследованием верхних слоев атмосферы на Земле и соответствующих областях атмосфер других планет. Это отрасль как атмосферной химии и физики атмосферы . Ученые, специализирующиеся в области аэрономии, известные как аэрономы , изучают движение, химический состав и свойства верхней атмосферы Земли и соответствующих ей областей атмосфер других планет, а также взаимодействие между верхними слоями атмосферы и космической средой. [1]
История [ править ]
Математик Сидней Чепмен ввел термин « аэрономия» для описания изучения верхних слоев атмосферы Земли [2] в 1946 году в письме редактору журнала Nature под названием «Некоторые мысли о номенклатуре». [3] Этот термин позже также стал относиться к изучению соответствующих областей атмосфер других планет.
Филиалы [ править ]
Аэрономию можно разделить на три основных направления: наземная аэрономия , планетарная аэрономия и сравнительная аэрономия . [4]
Наземная аэрономия [ править ]
Наземная аэрономия фокусируется на верхних слоях атмосферы Земли, которая простирается от стратопаузы до границы атмосферы с космическим пространством и определяется как состоящая из мезосферы , термосферы и экзосферы и их ионизированного компонента - ионосферы . [5] Наземная аэрономия контрастирует с метеорологией , которая представляет собой научное исследование нижних слоев атмосферы Земли, определяемых как тропосфера и стратосфера . [4] [6] [примечание 1]Хотя наземная аэрономия и метеорология когда-то были совершенно отдельными областями научных исследований, сотрудничество между земными аэрономами и метеорологами расширилось, поскольку открытия, сделанные с начала 1990-х годов, показали, что верхняя и нижняя атмосферы влияют друг на друга на физику , химию и биологию . [4]
Наземные аэрономы изучают атмосферные приливы и разряды молний в верхних слоях атмосферы, такие как красные спрайты , ореолы спрайтов, синие струи и ELVES. [ необходима цитата ] Они также исследуют причины процессов диссоциации и ионизации в верхних слоях атмосферы Земли. [7] Наземные аэрономы используют наземные телескопы , воздушные шары , спутники и зондирующие ракеты для сбора данных из верхних слоев атмосферы.
Атмосферные приливы [ править ]
Атмосферные приливы - это периодические колебания атмосферы Земли в глобальном масштабе, во многом аналогичные океанским приливам . Атмосферные приливы доминируют в динамике мезосферы и нижней термосферы, выступая в качестве важного механизма переноса энергии из верхних слоев атмосферы в нижние. Наземные аэрономы изучают атмосферные приливы, потому что их понимание важно для понимания атмосферы в целом и полезно для улучшения понимания метеорологии. Моделирование и наблюдения за атмосферными приливами и отливами позволяют исследователям отслеживать и прогнозировать изменения в атмосфере Земли. [8]
Молния в верхних слоях атмосферы [ править ]
Термины "молния в верхних слоях атмосферы" или "разряд в верхних слоях атмосферы" иногда используются аэрономами для обозначения семейства явлений электрического пробоя в верхних слоях атмосферы Земли, которые происходят значительно выше высот тропосферных молний, наблюдаемых в нижних слоях атмосферы. В настоящее время предпочтительным термином для явления электрического разряда, вызванного тропосферной молнией в верхних слоях атмосферы, является « кратковременное световое событие » (TLE). Существуют различные типы TLE, включая красные спрайты, ореолы спрайтов, синие струи и ELVES (аббревиатура от « Излучение света и очень низкочастотные возмущения, вызванные источниками электромагнитных импульсов »). [9]
Планетарная аэрономия [ править ]
Планетарная аэрономия изучает области атмосфер других планет [4], которые соответствуют мезосфере, термосфере, экзосфере и ионосфере Земли. [6] В некоторых случаях вся атмосфера планеты может состоять только из того, что на Земле составляет верхние слои атмосферы, или только из ее части. Планетарные аэрономы используют наземные телескопы, космические телескопы и космические зонды, которые летают , вращаются по орбите или приземляются на других планетах, чтобы получить информацию об атмосферах этих планет с помощью таких инструментов, как оптические спектрометры , магнитометры и детекторы плазмы.и такие методы, как радиозатмение . [10] Хотя планетная аэрономия первоначально ограничивалась изучением атмосфер других планет Солнечной системы , открытие с 1995 года экзопланет позволило планетным аэрономам расширить свое поле деятельности, включив также атмосферы этих планет. [11]
Сравнительная аэрономия [ править ]
Сравнительная аэрономия использует результаты земной и планетарной аэрономии - традиционно отдельных областей науки [5] - для сравнения характеристик и поведения атмосфер других планет друг с другом и с верхними слоями атмосферы Земли. [5] Он стремится идентифицировать и описывать способы, которыми различный химический состав, магнитные поля и термодинамика на разных планетах влияют на создание, эволюцию, разнообразие и исчезновение атмосфер. [5]
Заметки [ править ]
- ^ Альтернативное определение делит атмосферу на три, а не на две части: «верхняя атмосфера» ограничена экзосферой и термосферой, мезосфера и стратосфера составляют «среднюю атмосферу», а «нижняя атмосфера» состоит только из тропосферы. . Использование этого определения не меняет фокуса аэрономии, которая представляет собой всю атмосферу Земли над стратопаузой, или метеорологии, которая представляет собой всю атмосферу Земли ниже стратопаузы.
См. Также [ править ]
- Атмосферная химия
- Физика атмосферы
- Метеорология
- Ионосфера
- Космическая физика
Ссылки [ править ]
- ^ Brasseur, Guy (1984).Аэрономия средней атмосферы: химия и физика стратосферы и мезосферы. Springer. стр. xi. ISBN 978-94-009-6403-7.
- ^ Надь, Эндрю Ф .; Балог, Андре; Томас Э. Кравенс; Мендилло, Майкл; Мюллер-Вударг, Инго (2008).Сравнительная аэрономия. Springer. С. 1–2. ISBN 978-0-387-87824-9.
- ↑ Сидней Чепмен, «Некоторые мысли о номенклатуре», Nature 157, (1946): 405. Доступно в Интернете по адресу: Nature .
- ^ a b c d Мендилло, Майкл, Эндрю Надь и Дж. Х. Уэйт, «Введение», Атмосферы в Солнечной системе: сравнительная аэрономия , Серия геофизических монографий, том 130, 2002 г., без страницы, доступ 23 марта 2021 г.
- ^ a b c d Мендилло, Майкл, Эндрю Надь и Дж. Х. Уэйт, «Предисловие», Атмосферы в Солнечной системе: сравнительная аэрономия , Серия геофизических монографий, том 130, 2002 г., без страницы, доступ 23 марта 2021 г.
- ^ a b «Планетарная аэрономия», Имперский колледж Лондона, доступ 23 марта 2021 г.
- Перейти ↑ Chapman, Sydney (1960). Термосфера - самая удаленная атмосфера Земли . Физика верхней атмосферы. Академическая пресса . п. 4. ISBN 978-0-12-582050-9.
- ^ Волланд, Х., "Атмосферные приливные и планетные волны", Kluwer Publ., Dordrecht, 1988
- ↑ Эрл Р. Уильямс (ноябрь 2001 г.) «Спрайты, эльфы и тлеющие газоразрядные трубки», Physics Today , 54 (11): 41-47. Доступно в Интернете по адресу: Physics Today. Архивировано 27 мая 2012 г. в Archive.today .
- ↑ Надь, Эндрю Ф., «История планетарной аэрономии», cosmos.esa.int, доступ 23 марта 2021 г.
- ↑ Abstract of Bauer, Siegfried J, and Helmut Lammer, Planetary Aeronomy: Atmosphere Environments in Planetary Systems , Berlin: Springer-Verlag, 2004, ISBN 978-3-662-09362-7 Доступно 23 марта 2021 г.
Внешние ссылки [ править ]
- СМИ, связанные с аэрономией, на Викискладе?
