據外媒報道，由於中間層（Mesosphere）比對流層部分要薄得多，增加溫室氣體（如二氧化碳）的影響與我們在表面經歷的變暖不同。一位研究人員將對流層比作一床厚被子。研究報告的共同作者、漢普頓大學的大氣科學家 James Russell說：“在地球表面附近，大氣層很厚。二氧化碳捕獲熱量，就像被子捕獲你的體溫，讓你保持溫暖。 在低層大氣中，有大量的分子緊靠在一起，它們很容易捕獲並在彼此之間傳遞地球的熱量，保持這種被子般的溫暖。”
這意味着地球的熱量很少能夠進入更高更薄的中間層。在那裡，分子很少，而且相距甚遠。由於二氧化碳也能有效地散發熱量，任何被二氧化碳捕獲的熱量都會很快逃到太空，而不是找到另一個分子來吸收它。因此，像二氧化碳這樣的溫室氣體的增加意味着更多的熱量流失到空間–高層大氣變冷。當空氣冷卻時，它就會收縮。
這種冷卻和收縮並不令人驚訝。多年來，“模型一直在顯示這種效應，”為這項研究作出貢獻的弗吉尼亞理工大學大氣科學家Brentha Thurairajah說。“如果我們對數據的分析沒有顯示這一點，那就更奇怪了。”
雖然以前的研究已經觀察到這種冷卻，但沒有一項研究使用如此多的數據記錄，也沒有顯示上層大氣的收縮。研究人員說，這些新的結果增強了他們對我們模擬上層大氣複雜變化的能力的信心。
研究小組分析了29年來溫度和壓力的變化，使用了所有三個數據集，這些數據涵蓋了南北兩極的夏季天空。他們檢查了距離地面30至60英里的天空。在大多數高度上，中間層隨着二氧化碳的增加而冷卻。這種效應意味着任何給定的大氣壓力的高度隨着空氣的冷卻而下降。換句話說，中間層正在收縮。
儘管在中間層發生的事情並不直接影響人類，但這個區域是一個重要的區域。中氣層的上界，在地球上方約50英里處，是大氣溫度最冷的地方。它也是中性大氣開始過渡到電離層的脆弱、帶電氣體的地方。
甚至在更高的地方，離地表150英里的地方，大氣中的氣體造成了衛星的阻力，即把衛星拖出軌道的摩擦。衛星阻力也有助於清除太空垃圾。當中間層收縮時，上面的其他高層大氣也隨之下沉。隨着大氣層的收縮，衛星的阻力可能會減弱–對運行中的衛星的干擾減少，但也在低地球軌道上留下更多的空間垃圾。
中間層也因其明亮的藍色冰雲而聞名。它們被稱為夜光雲或極地中氣層雲，之所以這樣命名是因為它們生活在中間層，而且往往蜷縮在南北兩極周圍。這些雲在夏季形成，當時中間層擁有產生雲的所有三種成分：水蒸氣、非常寒冷的溫度和來自流星的塵埃，這些流星在大氣的這一部分燃燒起來。5月20日，加拿大北部上空出現了夜光雲，拉開了北半球夜光雲季節的序幕。
因為這些雲對溫度和水蒸氣很敏感，它們是中間層變化的一個有用信號。”研究人員說：”我們了解這些雲的物理學。近幾十年來，這些雲層引起了科學家的注意，因為它們的行為很奇怪。它們變得更亮，離兩極更遠，而且比平時更早出現。而且，它們的數量似乎比過去幾年更多。
“你期望它們發生這種變化的唯一方法是如果溫度越來越低，水蒸氣越來越多，”Russell說。更冷的溫度和豐富的水蒸氣都與高層大氣的氣候變化有關。
目前，Russell擔任AIM的首席調查員，AIM是中間層冰層大氣動力學的簡稱，是為這項研究提供數據的三顆衛星中最新的一顆。Russell在美國宇航局的所有三項任務中都擔任了領導職務。AIM，TIMED（熱層、電離層、中間層能量學和動力學）上的儀器SABER，以及已經退役的UARS（高層大氣研究衛星）上的儀器HALOE。
TIMED和AIM分別於2001年和2007年發射，兩者仍在運行。UARS的任務從1991年持續到2005年。”我一直在想，我們將能夠把它們放在一起進行長期變化研究，”Russell說。他說，這項研究表明了在全球範圍內進行長期天基觀測的重要性。
在未來，研究人員期待着離兩極更遠的夜光雲有更驚人的表現。由於這項分析集中在夏季的兩極，研究人員計劃在更長的時間內檢查這些影響，並在雲層之後，研究更廣泛的大氣層。