中国科学家探究太阳活动如何影响地球大气温度

地球从地表向外，分为对流层、平流层、中间层、热层等。中间层位于50公里到85公里左右的高度范围，该层内因臭氧含量低，同时能被氮、氧等直接吸收的太阳短波辐射已经大部分被上层大气所吸收，所以温度垂直递减率很大，对流运动强盛。中间层顶附近的温度约为160开；空气分子吸收太阳紫外辐射后可发生电离，习惯上称为电离层的D层；有时在高纬度，夏季，黄昏时有夜光云出现。

日前，中科院安徽光学精密机械研究所（以下简称安徽光机所）大气光学中心研究员魏合理课题组唐超礼博士等利用2001年12月发射的TIMED卫星上搭载的SABER观测仪所探测的2002—2015年共14年的全球温度廓线数据，系统地分析了中间层顶温度对太阳活动响应的分布，从大量的统计数据中发现了地球大气中间层顶平均冷点温度与太阳活动变化的密切关系，首次获得了全球范围中间层顶温度对太阳活动的响应系数及其随纬度和经度的分布规律，发现了中间层顶区域的温度结构和能量的动态平衡也具有11年周期性的规律，这与太阳活动周期11年相一致。

该研究对认识太阳活动对地球上层大气的影响具有重要的意义，对建立和检验全球的中高层大气模式具有重要的参考价值。其研究成果发表在美国地球物理协会（AGU）的《地球物理学研究—空间物理》杂志上。

魏合理告诉《中国科学报》记者：中、高层大气的热结构和能量平衡主要受到太阳辐射的控制，温度是描述中、高层大气状态和扰动的关键物理参量，而中间层顶是中、高层大气中较敏感活跃的区域，是地球大气中最冷的区域，是低层大气和高层大气中物质传输、物理化学反应及能量交换等复杂动态过程的必经区域。“所以，中间层顶是中、高层大气研究中关注度极高的部分。”据魏合理介绍，目前可查资料显示，仅有通过局部范围内的遥感（如激光雷达、气辉以及卫星的局部地区）观测数据获得一定区域的中间层顶温度对太阳活动的响应系数。

魏合理还指出，太阳11年周期性活动对中间层顶区域大气物理、化学以及传输等有着重要的影响，系统研究中间层顶温度随太阳活动的变化及其全球分布对进一步认识中、高层大气有着重要意义。虽然地基遥测手段测温（如激光雷达）有着分辨率高等优势使得它较早地被用于中间层温度的探测和大气动力学的研究中，但是单站的地基遥测不足以揭示中间层顶温度和高度的全球分布变化。星载遥测测温技术使我们能够系统研究中间层顶温度全球分布以及对太阳响应的变化。（来源：中国科学报 沈春蕾 康丽）