封面科考队｜地球热层迎20年来最高温纪录这跟气温有什么关系？|地球_新浪财经

封面新闻记者闫雯雯

7月4日、5日和6日，是地球有记录以来气温最高的三天，特别是7月6日，地球表面以上2米的全球平均气温达到17.23℃，是自19世纪50年代有仪器记录以来，地球上最热的一天。要知道，地球上一次如此炎热，还是在大约12万年前的艾木间冰期。

实际上，2023年，除了地球气温已经爆表，在地表之外的地球热层，也迎来了20年来的最高温纪录。根据NASA的数据，地球热层在吸收了冲击地球的太阳风暴的能量之后，其温度也达到了近20年的峰值。

NASA预计，本周三和周四，一次大规模的太阳风暴将会再次冲击地球，包括美国马里兰州等13个州都可以看到因为此次太阳风暴而产生的极光。

问题来了，地球热层达到20年来最高温纪录，这跟气温有什么关系呢？

热层很热但总能量不高

答案是没有关系。

“要解答这个问题，首先是要了解什么是热层。”7月10日，中科院地质与物理研究所研究员任志鹏这样告诉封面新闻记者。

根据大气的垂直运动和对能量吸收等多种性质，大气分成了多个层次。从地面往上分别为对流层，平流层、中间层和热层。一般来说，热层是指在距离地面85公里高度再往上，能到这个高度的人类飞行器基本只有火箭和人造卫星等。

“热层的能量来源主要是吸收太阳波长很短的紫外辐射，主要集中在远紫外辐射和极紫外辐射上。我们近地面的温度一般是300开尔文，也就是27摄氏度左右；热层的温度普遍最低在600开尔文，高的时候能够达到1500开尔文，甚至可以超过2000开尔文，温度是远比地面要高的。”任志鹏介绍，但是热层的能量却是来得快，散得也快，“它的储存的效应一般没有那么强，只能持续几天，热层温度受到太阳辐射的强度来调制。”

虽然热层的温度远超近地面温度，但是对于气温却没有什么影响。任志鹏介绍说：“大气随着高度的上升，密度呈指数级下降。卫星之所以能够在天上长时间地飞，也跟热层密度很低有关。因此，热层温度虽然很高，但总能量是有限的。而且它也起到了一个保护层的作用，把对我们人类有害的很多高能粒子、高能射线都吸收掉了，所以跟地面温度没有太大的关系。”

太阳活动还有进一步增强的可能

为什么今年热层温度达到了20年来的一个峰值？

任志鹏研究员表示，提到大气热层，一般都跟太阳活动周有关系。太阳的活动指数有一个近似11年的周期，而NASA提到的这个20年，实际上是因为上个有着明显太阳活动高年的太阳活动周（即上上个太阳活动周），基本在2003年左右就结束了；紧跟着的太阳活动周里，太阳活动整体偏弱，该强的时候没强起来，导致太阳的紫外辐射整体偏弱。在上个太阳活动周中，甚至还有人类进入空间时代以来太阳辐射最低的两个年份——2008年和2009年。

“这个20年的计算主要是从上上个太阳活动周后期、上一个太阳活动周的整个周期，以及目前这个太阳活动周的起始阶段，这三段组成的。由于上一个太阳活动周的活动偏弱，导致今年就显得很强。实际上，目前的太阳活动跟2003年的强度差不多，还没有到最强的时候，之后的太阳活动还有进一步增强的可能。”

要注意对航天活动的影响

虽然热层的温度上升，对于人类的正常活动影响有限，但是对于航天活动却有不小的影响。任志鹏研究员在谈到这个问题的时候再三提醒：“由于上个周期的太阳活动较弱，对于航天的影响也较小，但是进入新的周期，太阳活动已经恢复到了正常水平，因此对于航天活动还需更加小心地验证。”

“很多的卫星飞行高度相对较低，因此大气阻力就成为了决定卫星寿命的重要因素。”任志鹏说，“热层的温度上升，对应的就是密度会有一个剧烈增加，会导致这些卫星的寿命成倍缩短。”

2022年年初，马斯克的星链由于受到地磁暴的影响，一次性坠毁了几十颗卫星，就是吃了这个亏。当时，星链很可能就是以上个周期太阳活动偏弱的数据为基础，设计了一个较为经济的方案，没想到热层的一个普通的扰动就导致了数十颗卫星的坠落。

“其实这个也是一个警示。”任志鹏说，“现在太阳活动已经基本恢复到了正常状态，近年来我国的航天活动也在不断增加，希望能够呼吁一下，对于这方面的研究和警示，一定要加倍的小心。”