當來自太陽的高能量帶電粒子與地球大氣中的氣體碰撞，並與地球磁場反應時，就會產生美麗的極光，科學家一直想知道，太陽帶電粒子絕對不只創造極光這麼簡單。《科學報告》期刊上一篇由芬蘭科學家進行的研究發現，極光還會影響冬季氣溫，影響芬蘭冬季的用電量。
原本科學家對極光的研究，聚焦在太空的範圍，他們已知當太陽風暴將帶電粒子吹向地球磁極的時候，有可能與衛星相撞並破壞網路連接。然而，太陽發出大量高能量粒子會影響太空天氣，也會影響地球氣候，芬蘭奧盧大學的太空氣候研究小組長期以來一直在研究來自太空的高能量粒子對冬季天氣變化的影響。
研究團隊分析歐洲氣象中心(ECMWF) 1950年至2021年期間的氣壓、風型和表面溫度資訊，接著分析1990年至2021年間芬蘭每月的用電量，並根據溫度數據估算出早年的用電量。研究發現太陽帶電粒子會以多種方式與地球的大氣相互作用。科學家稱，高能粒子沉澱(EPP)會造成芬蘭的冬天變暖，原因是高能量粒子引起的臭氧消耗會增強極地渦旋，使北歐特別是芬蘭出現溫和的冬季。
極地渦旋是一種通常圍繞極地地區循環的強風模式，在冬季極地地區以西向東吹的強風形式呈現，當極地渦旋的增強也增強地表的西風。當極地渦旋增強時，芬蘭冬季溫度較高，溫暖的冬季代表取暖需求減少，因此在太陽風暴期間，芬蘭的能源消耗也相對減少。
另一方面，在高能量粒子較弱的冬季，極地渦旋會減弱甚至完全崩潰，使北極冷空氣向南流動，可能導致歐洲和北美等地區的氣溫下降，就是所謂的北極破洞。今年冬天極地渦旋已經破裂過一次，且根據該模型，早在去年夏天就預測極地渦旋可能會在冬季破裂。
科學家表示，太陽與地球大氣層相互作用的方式，特別是它如何向下發射高能量粒子，可以直接影響我們冬季的用電量。對於芬蘭來說，這種「太空天氣」可以解釋大約14%的用電量，並解釋高達50%的用電量的年際變化，且這種關係從1950年代至今一直很穩定。
簡單來說，太陽帶電粒子通過極地渦旋，會顯著影響芬蘭的冬季氣溫和電力消耗，因此強太陽帶電粒子降臨，與芬蘭冬季氣溫較高和電力消耗較低有關，反之亦然。
研究人員表示，如果科學家學會如何在比現在更長的時間尺度上更好的預測太陽風暴，並考慮來自太空的高能量粒子對氣候的影響，可能有助於預測冬季溫度和電力消耗，在最好的情況下，可以提前幾個月甚至幾年。
(首圖來源：Flickr/Paul StewartCC By 2.)
