Nhiệt độ khí quyển đạt đỉnh trong vòng 20 năm

26/06/2023 11:29

Các cơn bão địa từ liên tiếp khiến nhiệt độ khí quyển tăng đột biến trong năm nay, cho thấy giai đoạn cực đại của Mặt Trời đang tới gần.

Tầng nhiệt của khí quyển đạt đỉnh nhiệt độ do tác động của các cơn bão địa từ. Ảnh: Aphelleon/Shutterstock.

Tầng nhiệt – một phần quan trọng của khí quyển Trái Đất gần đây đã đạt đến đỉnh nhiệt độ trong gần 20 năm. Các chuyên gia cảnh báo, nhiệt độ ở tầng nhiệt có thể tiếp tục tăng trong vài năm tới khi hoạt động của Mặt Trời ngày càng nhiều. Điều này có thể ảnh hưởng đến các vệ tinh nhân tạo quay quanh Trái Đất.

Nhiệt độ tăng đột biến

Theo NASA, tầng nhiệt trải dài từ đỉnh của tầng trung lưu (ở độ cao khoảng 85 km so với mặt đất) đến đáy của tầng ngoài (bắt đầu từ độ cao khoảng 600 km so với mặt đất).

Trong hơn 21 năm, NASA đo nhiệt độ tầng nhiệt thông qua bức xạ hồng ngoại phát ra từ các phân tử carbon dioxide và oxit nitric. Các nhà khoa học đã chuyển đổi dữ liệu được thu thập bởi các vệ tinh của NASA thành Chỉ số Khí hậu Nhiệt quyển (TCI), được đo bằng đơn vị terawatt (TW). Trong đó, 1 TW tương đương với 1 nghìn tỷ watt.

Chỉ số Khí hậu Nhiệt quyển từ năm 1940 đến 2020. Ảnh: Trung tâm Nghiên cứu Langley của NASA. Việt hóa: Kim Yên.

“TCI tăng đột biến vào ngày 10/3/2023, đạt đỉnh 0,24 TW. Lần cuối cùng chỉ số TCI cao như vậy là vào ngày 28/12/2003”, Martin Mlynczak, nhà nghiên cứu thuộc Trung tâm Nghiên cứu Langley của NASA, cho biết.

Theo ông Mlynczak, nhiệt độ tăng đột biến là do 3 cơn bão địa từ diễn ra vào tháng 1 và tháng 2 vừa qua. Những cơn bão này chứa gió Mặt Trời và “sự phun trào nhật hoa” (CME), khiến từ trường của Trái Đất bị xáo trộn cực mạnh. Thông thường bức xạ hồng ngoại sau một cơn bão sẽ làm mát tầng nhiệt, nhưng khi các cơn bão quay trở lại thì nhiệt độ vẫn ở mức cao.

Trong năm 2023, có ít nhất hai cơn bão địa từ tấn công hành tinh của chúng ta. Trong đó, cơn bão diễn ra vào ngày 24/3 là cơn bão Mặt Trời mạnh nhất tấn công Trái Đất trong hơn 6 năm trở lại đây. Sau đó một tháng, một cơn bão địa từ khác mạnh tương đương tiếp tục đổ bộ Trái Đất.

Các cơn bão địa từ diễn ra thường xuyên hơn và dữ dội hơn trong “giai đoạn cực đại của Mặt Trời” - một phần của chu kỳ Mặt Trời kéo dài khoảng 11 năm, trong đó Mặt Trời hoạt động mạnh nhất, tạo ra CME và gió Mặt Trời. Do đó, hiện tượng nóng lên của tầng nhiệt Trái Đất cũng tuân theo chu kỳ khoảng 11 năm.

Gây hại cho vệ tinh

Mlynczak cho biết những thay đổi của tầng nhiệt có thể gây hại cho vệ tinh hoạt động trong khu vực lân cận.

Tầng nhiệt nóng lên có thể khiến các vệ tinh va vào nhau hoặc bay chệch quỹ đạo. Ảnh: Johan Swanepoel/Shutterstock.

“Tầng nhiệt giãn nở khi nóng lên, làm tăng lực cản khí động học trên các vệ tinh, kéo chúng lại gần Trái Đất hơn. Điều này có thể khiến các vệ tinh va vào nhau hoặc rơi hoàn toàn ra khỏi quỹ đạo. Trường hợp này từng diễn ra với vệ tinh Starlink của SpaceX vào tháng 2/2022”, Mlynczak giải thích.

Để tránh sự cố này, các nhà khai thác vệ tinh có thể đưa tàu vũ trụ đến quỹ đạo cao hơn. Tuy nhiên, rất khó để tính toán chính xác thời điểm cần thực hiện thao tác này.

Các nhà khoa học tại NASA và NOAA dự đoán giai đoạn cực đại của Mặt Trời tiếp theo sẽ đến vào năm 2025, chứng tỏ xu hướng nóng lên có thể tiếp tục trong vài năm tới. Tuy nhiên, giai đoạn này cũng có thể đến sớm hơn, cụ thể là vào cuối năm 2023 - theo một nghiên cứu được công bố vào ngày 30/1 trên tạp chí Frontiers in Astronomy and Space Science. Nếu kịch bản này xảy ra, thì nguy cơ xảy ra thảm họa vệ tinh sẽ tăng lên.