從太空看大氣動態，NASA 公開前所未見的重力波壯觀影像

NASA 氣候波實驗（AWE）近日公布了一項重大突破：超過 500 萬張來自國際太空站的重力波影像，為地球大氣與太空天氣之間的關聯提供了前所未有的觀察視角。這些在完成 3,000 次軌道飛行後釋出的數據，正在徹底改變科學家對大氣重力波的理解。

猶他州立大學物理教授盧德格·謝爾利斯（Ludger Scherliess）領導的研究團隊表示：「這批數據展現了我們從未見過的大氣重力波景象，開啟了這一研究領域的全新篇章。」這些新數據不僅包含由四台相機捕捉的夜間輻光和大氣重力波影像，還包括詳細分析過的溫度模式和輻光強度圖表，可深入揭示波動在大氣中的行為方式。

▲ 此圖顯示來自AWE儀器在美國上空兩次飛行的數據合成結果。紅色和橙色的波浪結構顯示出地球大氣中因空氣輻光產生的紅外光亮度（或輻射）的增加。（Source：NASA）

大氣重力波是受地球天氣系統和地形影響所產生的自然現象。雖然科學家已進行多年研究，但過去觀測主要侷限於地面少數地點。AWE的獨特優勢在於提供了太空視角，能夠觀測範圍從數十至數千公里的波動及其能量傳遞。

這項研究的實際應用極為重要，隨著人類對衛星通訊和GPS導航的依賴日益加深，了解大氣重力波如何影響太空天氣變得尤為關鍵。謝爾利斯指出：「AWE旨在深入研究大氣重力波，並利用這些資訊更準確地預測可能干擾衛星通訊的太空天氣變化。」

安裝在國際太空站外部的先進中層溫度繪圖儀（AMTM）是此項任務的核心。這套由四個望遠鏡組成的系統能夠捕捉7,000英里長的地表片段，並記錄重力波從低層大氣進入太空的過程。透過測量特定波長的光亮度，AMTM能建立詳細的溫度圖，揭示這些波的能量及運動模式。

為處理這些豐富的資料，研究團隊克服了多項技術挑戰，包括雲層和地表反射造成的影像干擾，以及太空站太陽能板、月光和城市燈光帶來的散光問題。

NASA總部的AWE科學家埃薩亞斯·舒梅（Esayas Shume）強調：「這些資料將幫助我們進一步了解十年前才首次觀察到的現象。」隨著研究持續，科學家們將特別關注重力波活動如何隨全球季節變化，為地面天氣與太空天氣之間的關聯提供關鍵線索。

由猶他州立大學主導的AWE任務，正為地球科學與太空氣象預測開闢嶄新道路，其發現將對衛星通訊及全球導航系統的未來發展產生深遠影響。

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（首圖來源：AWE）