研究改进了对地球电离层的认识

新的测量技术将改进对地球电离层的测量，这是研究和减少太空天气影响的关键。

自 20 年代以来，无线电信号一直被用来研究等离子体的密度。发射无线电源包括地面电离层探空仪(用于检查电离层的特殊雷达)、脉冲星等天文现象以及最近用于发射数据的航天器信号。

例如，全球定位卫星(GPS)无线电信号用于测量地球电离层的密度。然而，无线电信号对电离层等离子体的响应比简单地随密度变化要复杂得多。地球磁场也会影响其电磁波波动。

例如，法拉第旋转是一种众所周知的现象，如上图所示。但是，作为一种测量磁场的技术，法拉第旋转仅限于沿正确方向定向的部分。这一新发现补充了法拉第旋转，从而实现了磁场强度的完整测量。

“我们发现磁场正在向无线电信号引入噪声。这项工作的直接影响是改进对地球电离层的测量。此外，讨论的有关太空天气危害的所有不利条件最终都是由地球的电离层驱动的。电离层对太阳等离子体的反应，”行星科学研究所副研究员伊丽莎白·詹森说。

詹森是发表在《天体物理学杂志》上的文章“寻找等离子体中的垂直磁场测量”的主要作者。“通过减少地平线 GPS 信号的误差并将覆盖范围扩大到两极，通信保真度损失问题立即得到改善。”

等离子体垂直磁场对无线电传播的影响如上图所示。“我们已经发现了如何改善地球和航天器之间的通信;如何测量空间等离子体中的磁场强度，这是改进空间天气预报的重要结果;以及如何从一些较旧的存档航天器数据中获取磁场测量值， “詹森说。“这是我们在如何隔离无线电数据中垂直于信号路径的磁场的贡献方面取得的突破性发现。”

空间天气预报是太阳等离子体破坏电离层稳定的物理原理，主要由来自太阳的等离子体的温度、速度、密度和磁场决定。这些空间天气模型中最大的误差来源是由于缺乏太阳和地球之间的中间空间的磁场测量。通过改进磁场测量来提高我们预测太空天气的能力，可以降低这些不利条件造成的成本。

“在地球上，我们主要关心的是太空天气。太空天气包括地球等离子体区域对太阳释放的等离子体的反应。这种相互作用的不利条件包括卫星损坏，不仅辐射空间站中的人员，而且辐射人员也受到辐射。 ”詹森说：“在靠近两极的航班上，由于信号保真度损失导致飞机和其他依赖 GPS 的设备(例如自动驾驶车辆)造成的通信不良，以及电源线或海底电缆等设备的损坏。”