Hvordan en pludselig stratosfærisk opvarmning påvirkede den nordlige halvkugle

Vejret er en vanskelig videnskab - endnu mere i meget store højder, med en blanding af plasma og neutrale partikler.

Ved pludselige stratosfæriske opvarmninger (SSW'er) - store meteorologiske forstyrrelser relateret til polarvirvelen, hvor den polare stratosfæres temperatur stiger, når den påvirkes af vindene omkring polen - svækkes polarvirvelen. SSW'er har også dybe atmosfæriske effekter på store afstande, forårsager ændringer på halvkuglen modsat placeringen af ​​den oprindelige SSW - ændringer, der strækker sig helt til den øvre termosfære og ionosfæren.

En undersøgelse offentliggjort den 16. juli i Geofysiske forskningsbreve af MIT Haystack Observatory's Larisa Goncharenko og kolleger undersøger virkningerne af et nylig stort antarktisk SSW på den nordlige halvkugle ved at studere ændringer observeret i den øvre atmosfære i Nordamerika og Europa.

I en SSW-forårsaget anomali, ændringer over polen forårsager ændringer på den modsatte halvkugle. Denne vigtige interkemiske kobling blev identificeret som drastiske forskydninger i højder over 100 km - f.eks. i total elektronindhold (TEC) målinger samt variationer i det termosfæriske O/N ₂ forhold.

SSW'er er hyppigere i Arktis; disse forårsager TEC og andre relaterede anomalier på den sydlige halvkugle, og der er således foretaget flere observationer om denne forbindelse. Da SSV'erne i Antarktis er mindre almindelige, der er færre muligheder for at studere deres virkninger på den nordlige halvkugle. Imidlertid, den større tæthed af TEC -observationssteder på den nordlige halvkugle giver mulighed for præcis måling af disse øvre atmosfæriske anomalier, når de forekommer.

I september 2019, en ekstrem, rekordstor SSW-hændelse fandt sted over Antarktis. Goncharenko og kolleger fandt betydelige resulterende ændringer i den øvre atmosfære på midten af ​​breddegrader over den nordlige halvkugle efter denne begivenhed; flere observationer er tilgængelige for denne region end på den sydlige halvkugle. Ændringerne var ikke kun bemærkelsesværdige, men også fordi de er begrænset til et smalt (20–40 grader) længdegrad, er forskellige mellem Nordamerika og Europa, og vedvarer i lang tid.

I figuren ovenfor, røde områder viser, hvor TEC -niveauerne flyttes over Nordamerika og Europa om eftermiddagen; rød angiver en stigning på op til 80 procent i forhold til de normale niveauer ved baseline, og blå indikerer et fald på op til –40 procent i forhold til normale niveauer. Dette TEC -skift fortsatte i hele september 2019 i det vestlige USA, men var kortvarig over Europa, angiver forskellige mekanismer i spil.

Forfatterne antyder, at en ændring i den termosfæriske zonal (øst -vest) vind er en årsag til forskellen mellem regioner. En anden faktor er forskelle i magnetiske deklinationsvinkler; i områder med større tilbagegang, zonevindene kan mere effektivt transportere plasma til højere eller lavere højder, hvilket fører til opbygning eller udtømning af plasmatæthed.

Flere undersøgelser er nødvendige for at bestemme, i hvilket omfang disse faktorer påvirker koblingen mellem polære stratosfæriske begivenheder og nær-jordrum på den modsatte halvkugle. Disse undersøgelser er fortsat en udfordring, givet den relative sjældenhed af antarktiske SSW'er og sparsom tilgængelighed af ionosfæriske data på den sydlige halvkugle.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), et populært websted, der dækker nyheder om MIT -forskning, innovation og undervisning.