La termosfera rivela un legame inaspettato

I ricercatori hanno scoperto che gli stessi principi che regolano la turbolenza dell’aria nella troposfera si applicano anche alla termosfera.

Il ruolo della termosfera

Una ricerca pubblicata su Geophysical Research Letters ha rivelato che la turbolenza nella termosfera segue le stesse leggi fisiche del vento nella bassa atmosfera. Inoltre, lo studio ha scoperto che il vento nella termosfera ruota principalmente in modo ciclonico, il che significa che gira in senso antiorario nell’emisfero settentrionale e in senso orario nell’emisfero meridionale.

I risultati hanno rivelato un nuovo principio unificato per i diversi sistemi ambientali della Terra e possono potenzialmente migliorare le previsioni future del meteo terrestre e spaziale.

Il professor Huixin Liu della Facoltà di Scienze dell’Università di Kyushu che ha guidato lo studio, ha dichiarato: “A livello fondamentale, studiamo l’interazione dell’energia cinetica nell’atmosfera a diverse dimensioni e scale, energia che si manifesta principalmente sotto forma di vento e turbolenza. Nel corso dei decenni, un’enorme quantità di dati ci ha fornito informazioni su come questa energia fluisce e si dissipa per influenzare il meteo nella troposfera, lo strato più basso dell’atmosfera”.

Ed ha aggiunto: “La mia ricerca si concentra sui movimenti nell’atmosfera superiore, in particolare nella termosfera, dove esploriamo le leggi corrispondenti che governano la dinamica e il flusso di energia nella regione”.

Rivoluzione nelle previsioni meteorologiche

La termosfera è una sezione dell’atmosfera a circa 80-550 km sopra il livello del mare e viene spesso definita la porta d’accesso allo spazio. È una regione critica per le operazioni spaziali ed è dove si trova la Stazione Spaziale Internazionale e la maggior parte dei satelliti. È anche dove si formano le aurore boreali.

Liu ha collaborato con il ricercatore di meteorologia Dott. Facundo L. Poblet del Leibniz Institute of Atmospheric Physics presso l’Università di Rostock, il cui lavoro si è concentrato sulla dinamica e la turbolenza nella bassa atmosfera al di sotto di un’altitudine di 100 km.

Liu ha spiegato: “La mia ricerca riguarda principalmente la fisica spaziale e volevo vedere se potevamo applicare i suoi metodi meteorologici al mio ambito di ricerca”.

Cicloni cosmici: la rotazione della termosfera svelata

Il team ha analizzato i dati del vento della termosfera da due satelliti, il Challenging Minisatellite Payload (CHAMP) e il Gravity Field and Steady State Ocean Circulation Explorer (GOCE). Con i dati, i ricercatori hanno calcolato la funzione di struttura di terzo ordine del vento, una quantità statistica che fornisce informazioni sulla turbolenza sottostante. Con loro stupore, hanno scoperto che la termosfera esibisce una legge di scala simile a quella dell’atmosfera inferiore.

Secondo Liu: “Questo significa che sia la termosfera che la troposfera, nonostante abbiano composizioni e dinamiche atmosferiche drasticamente diverse, seguono le stesse leggi fisiche. Il modo in cui l’energia fluisce e si dissipa in queste due regioni è molto simile”.

Nonostante i notevoli progressi nella comprensione della termosfera, la complessa interazione tra turbolenza e onde a diverse scale è rimasta in gran parte sfuggente e il team è felice che le sue scoperte abbiano gettato nuova luce su questo aspetto poco esplorato delle dinamiche dello spazio vicino.

Liu ha concluso: “Similmente alle previsioni meteorologiche atmosferiche, comprendere le distribuzioni di energia nella termosfera è fondamentale per far progredire la nostra comprensione delle dinamiche spaziali. Ci auguriamo che queste scoperte possano essere utilizzate per migliorare le previsioni meteorologiche spaziali e garantire la continua funzionalità e sicurezza delle tecnologie basate sui satelliti essenziali per la vita di tutti i giorni”.