一项国际研究强调了地球高层大气在大型地磁暴发展过程中的关键作用。以前，地球大气层的重要性被低估了。这项研究揭示了地球电离层等离子体是如何与太阳影响一起促成地磁暴的。这些风暴会对地球磁场产生不利影响，从而影响电网、无线电信号和全球定位系统。

根据一项新的研究，地球的高层大气在形成地磁暴方面起着至关重要的作用，太阳和电离层等离子体都有助于地磁暴的发展。

一项新的研究揭示了地球高层大气在决定大型地磁暴如何发展方面的重要性。这项研究是由日本名古屋大学和美国新罕布什尔大学的研究人员领导的一个国际小组进行的。他们的研究结果揭示了地球大气层以前被低估的重要性。

了解导致地磁暴的因素非常重要，因为地磁暴会对地球磁场产生直接影响，比如在电网中造成不必要的电流，干扰无线电信号和全球定位系统。这项研究可能有助于预测后果最严重的风暴。

地磁科学家们早就知道地磁暴与太阳的活动有关。炙热的带电粒子构成了太阳的外层，也就是我们能看到的那一层。这些粒子从太阳中流出，形成"太阳风"，并与地球等太空物体相互作用。当这些粒子到达我们星球周围的磁场（即磁层）时，就会与之相互作用。带电粒子和磁场之间的相互作用导致了空间天气，即可能影响地球和卫星等技术系统的空间条件。

地球大气层在制造影响卫星通信的大型风暴方面的重要性。资料来源：ERG 科学小组

磁尾及其重要性

磁层的一个重要部分是磁尾。磁尾是磁层中沿太阳风流方向向太阳延伸的部分。磁尾内部是等离子体片区域，该区域充满了带电粒子（等离子体）。等离子体片非常重要，因为它是进入内磁层的粒子的源区，产生的电流会导致地磁暴。

虽然太阳的重要性众所周知，但一个国际研究小组的目标是解开磁层中多少等离子体来自地球以及在地磁暴期间等离子体的贡献如何变化的谜团。该研究小组由名古屋大学特聘教授、新罕布什尔大学教授（交叉聘任）Lynn Kistler、名古屋大学教授 Yoshizumi Miyoshi 和名古屋大学特聘教授 Tomoaki Hori 领导。

在研究中，他们使用了2017年9月7日至8日发生的大型地磁暴的数据。在此期间，太阳释放出巨大的日冕物质抛射，与地球大气层相撞，引发了巨大的地磁暴。这次撞击破坏了磁层，导致无线电信号、全球定位系统和精密计时应用受到干扰。

研究人员利用美国国家航空航天局/磁层多尺度（MMS）飞行任务、日本 Arase 飞行任务、欧空局/Cluster 飞行任务和美国国家航空航天局/Wind 飞行任务等多个空间任务提供的数据，对这一事件期间的离子传输进行了回顾性分析。他们将这些离子与太阳风离子和电离层本身的离子区分开来。

利用对太阳风成分的同步测量来跟踪源变化，他们确定了近地等离子体薄层在发展过程中成分和其他性质的重大变化。等离子体片的这些特性，如密度、粒子能量分布和成分，会影响地磁暴的发展。

在风暴的主要阶段开始时，风暴源由太阳风主导变为电离层主导。基斯特勒解释说："最重要的发现是，在地磁暴开始时，等离子体从太阳风为主变为电离层为主。这表明，地磁暴促使更多的外流从地球电离层流出，电离层等离子体可以在整个磁层中快速移动。总的来说，我们的研究通过显示地球电离层等离子体的重要性，有助于理解地磁暴的发展。我们发现了令人信服的证据，表明不仅来自太阳的等离子体会驱动地磁暴，来自地球的等离子体也会驱动地磁暴。简而言之，等离子体片的特性（密度、粒子能量分布、成分）会影响地磁暴，而不同来源的等离子体片的特性是不同的。"