Supernovae如何影响地球的云盖

时间：2021-07-14 09:52:13 来源：

宇宙射线与地球大气层的互动产生离子，有助于将小气溶胶变成云凝结核 - 种子，液体水滴形成云。具有100个GEV的能量的质子在大气层的顶部相互作用，并在通过空气中行进时，产生电离分子的级联级粒子。一100 GEV质子每秒都在大气顶部击中每一个M2。插图：H. Svensmark / DTU

了解超新星如何影响地球云覆盖的宇宙射线，从而在今天的自然通信中发表气候。

该研究揭示了由大气下雨的能量宇宙射线产生的大气离子，有助于云凝结核的生长和形成 - 在大气中形成云所需的种子。当大气中的电离发生变化时，云凝结核的数量影响云的性质。更多云凝结核意味着更多的云和较冷的气候，反之亦然。由于云对于达到地球表面的太阳能量至关重要，因此对我们对过去的气候变化而且对于未来的气候变化，影响可能是重要的。

云凝结核可以通过称为气溶胶的小分子簇的生长来形成。到目前为止，它已经假设额外的小气溶胶不会生长并成为云凝结核，因为已知没有机制来实现这一点。在理论和实验中，新结果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添加材料来加速生长，从而帮助它们存活地成为云凝结核。它为大型经验证据提供了一个物理基础，表明太阳能活动在地球气候变化中发挥着作用。例如，在一年的中世纪温暖时期左右1000广告和小冰上的寒冷时期1300-1900在太阳能活动的变化方面都适合。

“最后，我们有最后一块拼图，解释了空间的粒子如何影响地球上的气候。它可以了解太阳能活动或超新星活动引起的变化如何变化气候。“ Henrik Svensmark说，来自DTU空间，在丹麦技术大学，领先作者的研究。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）和雅各布Svensmark（哥本哈根大学）。

新研究

该研究中的基本新想法是将气溶胶生长的基本新的想法因离子的质量而言。虽然离子不是大气中最多的成分，但是离子和气溶胶之间的电磁相互作用补偿稀缺性并使离子和气溶胶之间的融合更有可能。即使在低电离水平，约5％的气溶胶生长速率也是由于离子。在附近的超级新星的情况下，效果可能超过增长率的50％，这将对云层和地球的温度产生影响。

为了实现结果，配制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。然后在大型云室实验测试这些思想。由于由腔室壁存在引起的实验约束，必须测量的生长速率的变化是1％的顺序，这对实验期间的稳定性提出了高的需求，并且实验以100次重复100倍相对于不需要的波动获得良好的信号。数据采用2年的时间，总计3100小时的数据采样。实验结果与理论预测同意。

坚果壳的假设

宇宙射线，从爆炸恒星下雨的高能粒子，从空气分子中敲出电子。这产生离子，即大气中的正和阴性分子。离子有助于气溶胶 - 主要是硫酸和水分子的簇 - 形成并变得稳定蒸发。该过程称为成核。小气溶胶需要在弥撒中增长近一百万次，以便对云产生效果。离子的第二个作用是它们将小气溶胶的生长加速到云凝结核种子上，液体水滴形成云。离子越多，气溶胶越多，云凝结核。这是离子的第二个财产，这是新结果公开了全新的沟通。用液体水滴使云层的云层冷却地球的表面。太阳磁性活动中的Variations改变了宇宙射线到地球的涌入。当太阳懒惰时，宇宙射线涌入。磁性说话，有更多的宇宙射线和更低的云，世界较冷。当太阳活跃较少的宇宙射线到达地球时，世界越低，世界越低。

该研究的含义表明该机制可能会影响：

在20世纪20世纪，在过去的10,000年里，在20世纪左右发生的气候变化是在过去的10,000年中反复发生的，随着太阳的活动和宇宙射线流入的变化。随着太阳和地球，最多10℃的更大变化大得多通过不同数量的爆炸星，通过银河系游览区域旅行。

出版物：H. Svensmark等，“增加电离支持气溶胶的生长进入云凝结核，”自然通信8，物品编号：2199（2017）DOI：10.1038 / S41467-017-02082-2

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