지구에서 우주 가장자리까지의 대기에 대한 새로운 데이터

도쿄 대학 연구진이 이끄는 팀은 전체 대기에 대한 데이터 세트를 생성하여 이전에는 연구하기 어려웠던 지역에 대한 새로운 연구를 수행할 수 있게 되었습니다. 수치 모델링과 관측 데이터를 결합한 JAGUAR-DAS라는 새로운 데이터 동화 시스템을 사용하여 팀은 지상에서 우주의 아래쪽 가장자리까지 대기의 여러 수준에 걸쳐 거의 20년에 걸친 데이터 세트를 생성했습니다. 수직적으로 그리고 전 세계적으로 이러한 층의 상호 작용을 연구할 수 있으면 기후 모델링과 계절별 일기 예보가 향상될 수 있습니다. 우주와 대기 사이의 상호 작용과 그것이 지구에서 우리에게 미치는 영향을 조사하기 위해 대기 과학자와 우주 과학자 사이의 학제간 연구의 가능성도 있습니다.

날씨에 대해 불평하고 일기 예보관이 일이 잘못되었을 때 불평하는 것은 많은 사람들에게 인기 있는 오락입니다. 하지만 기상학자의 일은 쉽지 않습니다. 우리의 대기는 다층적이고 상호 연결되어 있으며 복잡하며, 글로벌 기후 변화로 인해 장기적이고 갑작스러운 극단적인 기상 현상을 예측하는 것이 더욱 어려워지고 있습니다.

이러한 증가하는 과제를 극복하는 데 도움을 주기 위해 연구자들은 전체 대기에 대한 데이터 세트를 만들었습니다. 2004년 9월부터 2023년 12월까지, 이 기간은 지표면에서 약 110km 떨어진 우주의 아래쪽 가장자리까지 대기의 여러 수준에 걸쳐 있습니다. 약 50km에서 110km 사이(정확한 범위는 다양하지만) 사이의 지역이 특히 흥미롭습니다. 이전에는 "무시권"이라고 불릴 정도로 연구하기가 너무 어렵기 때문입니다. 이 지역은 위성이 관측하기에는 너무 낮고 기상 관측기구가 관측하기에는 너무 높아 데이터가 부족하고 결과적으로 연구가 부족합니다. 그러나 이곳은 광대한 지구 대기 조석과 바람과 온도에 영향을 미치는 소규모 중력파가 특징인 매혹적인 지역입니다. 이는 또한 우주 기상 사건의 영향 강도에 중요한 역할을 합니다.

"JAGUAR-DAS 전체 중립 대기 재분석(JAGUAR-DAS 전체 중립 대기 재분석) 데이터 세트는 처음으로 대기 일반 순환과 중간권층(위층에 위치)의 파동 및 와류의 계층 구조를 정량적으로 이해할 수 있게 해주는 강력한 연구 도구입니다. 성층권 및 지구 표면 위 약 50-90km) 및 대기의 하부 열권층(지구 표면 위 약 90-110km)을 포함합니다. 무지권(ignorosphere)'이라고 도쿄대학교 사토 가오루(Sato Kaoru) 교수는 설명했다. "이러한 레이어를 더 잘 이해할 수 있다면 기후 변화에 대응하는 능력이 향상되고 계절 예측의 리드 타임이 연장되며 우주 기상 현상에 대한 이해가 향상될 것입니다."

팀은 Sato가 주도한 국제 프로젝트의 일환으로 새로운 JAGUAR-DAS 고속 데이터 동화 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 관측 데이터를 수치 모델에 통합하여 대기 조건에 대한 데이터를 생성할 수 있습니다. JAWARA라는 결과 데이터 세트를 사용하면 대기의 일반적인 순환과 계층 구조에 대한 자세한 분석을 수행할 수 있습니다.

Sato는 "우주의 아래쪽 가장자리까지 범위를 다루는 대기 일반 순환 모델은 우리를 포함하여 전 세계적으로 제한된 수의 연구 기관에 의해서만 개발되었습니다"라고 말했습니다. "최근 연구에 따르면 극단적인 성층권 현상은 적어도 중간권 상부에서 시작될 수 있습니다. 따라서 중간권과 열권 하부 현상에 대한 정량적 설명은 일기예보에 매우 중요합니다."

이제 데이터 세트를 공개적으로 사용할 수 있으며, 팀은 이를 사용하여 대기의 대규모 순환과 계층 구조는 물론 수직 및 반구 간(즉, 북반구와 남반구 사이) 결합을 연구할 계획입니다. 그들은 또한 우주 과학자들과 협력하여 대기와 우주 사이의 상호 작용, 특히 중간권(가장 높은 구름이 형성되는 곳)과 전리층(열권 내에 위치하며 지구 표면에서 약 60~300km 떨어져 있으며 많은 위성이 있는 곳) 사이의 상호 작용을 연구하기를 희망합니다. 기반)입니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2025/01/250110121758.htm