Aeolus skinner et lys på polar vortex

Da vinterens polarvirvel i øjeblikket sender ekstreme isnende blæsninger af arktisk vejr til nogle dele af den nordlige halvkugle, f.eks. Den nordøstlige del af USA, forskere bruger vindinformation fra ESA's Aeolus-satellit til at kaste mere lys over dette komplekse fænomen.

Polarvirvelen er en enorm masse frigid luft højt over Nordpolen i polarstratosfæren. Den er omgivet af en stærk luftstråle, der hvirvler mod uret langs hvirvelens grænse. Hvirvelen har en tendens til at være meget stærkere om vinteren, holde bitter kold luft indespærret omkring Arktis.

Imidlertid, nogle gange kan hvirvelen svækkes, blive forvrænget eller endda opdelt i to og slynger sig længere sydpå, påvirker vejret og jetstrømmen længere nede i troposfæren, potentielt bringe usædvanligt koldt vejr og sne til lavere breddegrader.

En meteorologisk begivenhed, der kan forstyrre den polare hvirvel, er kendt som en 'pludselig stratosfærisk opvarmning, " hvilket er, hvad der er sket i løbet af de sidste par måneder. Pludselige stratosfæriske opvarmninger sker til en vis grad hvert år, men den aktuelle begivenhed er blevet kategoriseret som større, og er mindre almindelig.

Sådanne dramatiske begivenheder får den stærke vind omkring kanten af ​​polarhvirvelen til at svækkes eller vende, får temperaturen i den polare stratosfære til at stige hurtigt med titusinder grader celsius.

Da disse begivenheder kan udløse ekstremt vejr i Europa og Nordamerika, de er af videnskabelig og praktisk interesse. Imidlertid, de involverede processer er ikke fuldt ud forstået, og indtil for nylig har der været store tekniske udfordringer med at måle vind fra rummet, som er nødvendig for at måle og overvåge en så storstilet begivenhed.

Heldigvis, forskere har nu ESA's Aeolus-satellit ved hånden for at hjælpe med at forstå mere om, hvorfor og hvordan polarhvirvelen presses ud af balance.

Aeolus er den første satellit i kredsløb til direkte at profilere Jordens vinde fra rummet.

Det virker ved at udsende korte, kraftige pulser af ultraviolet lys fra en laser og måler Doppler-skiftet fra den meget lille mængde lys, der er spredt tilbage til instrumentet fra molekyler og partikler for at levere profiler af verdens vindes horisontale hastighed, mest i øst-vest retning i de nederste 26 km af atmosfæren.

Selvom Aeolus kun måler vind i den nederste del af atmosfæren, den nederste del af den nuværende stratosfæriske polære hvirvelstråle efterlader en signatur i satellittens data.

Corwin Wright, Royal Society-forsker ved University of Bath i Storbritannien, sagde, "Ændringer i vindstrukturen i en pludselig stratosfærisk opvarmning er aldrig blevet observeret direkte på globalt plan før. Indtil videre, vores forståelse af disse ændringer er blevet udviklet ved hjælp af punktmålinger, målinger langs lokale flyvespor, ved hjælp af temperaturobservationer, og, primært, computermodeller og assimilerende analyser.

"Imidlertid, vi kan nu udnytte nye målinger fra Aeolus, den første satellit, der er i stand til at observere vind direkte i den øvre troposfære og den nedre stratosfære, at studere denne proces observationelt under denne aktuelle store begivenhed."

Anne Grete Straume, ESA's Aeolus-missionsforsker, kommenterede, "Vi observerer i øjeblikket en polar hvirvelhændelse, hvor vi ser den opdeles i to, med en roterende luftmasse over Nordatlanten og en over det nordlige Stillehav.

"Spaltningen fører til ændringer i den troposfæriske cirkulation, der gør det muligt for kolde luftmasser fra polerne lettere at undslippe ned til lavere breddegrader. Pt. dele af Nordamerika ser ud til at opleve koldere vejr end Europa, selvom vi har set begivenheder med kold luft, der har nået ret langt sydpå i Europa i løbet af de sidste par uger, hvilket har forårsaget, for eksempel, kraftigt snefald i Spanien.

"Hvad forskere også gerne vil forstå, er, om pludselige stratosfæriske opvarmningshændelser kan blive hyppigere på grund af klimaændringer. Også for dette, Aeolus vinddata vil være meget vigtige for bedre at forstå de mekanismer, der udløser disse vejrbegivenheder.

"Det er tidligt endnu at drage nogen videnskabelige konklusioner fra vores Aeolus-data, men arbejdet er bestemt i gang for at kaste nyt lys over, hvorfor dette årstidsfænomen nogle gange kan være ekstremt - hold øje med dette rum."