• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Naturen
    Hur en plötslig stratosfärisk uppvärmning påverkade norra halvklotet

    Jonosfäriska anomalier observerade den 15 september, 2019 över Nordamerika. Anomalier visas för TEC (total elektroninnehåll) och uttrycks i procent jämfört med medelvärdena för denna säsong. En 50-80-procentig ökning av TEC observerad över västra USA är kopplad till Antarktis plötsliga stratosfäruppvärmning. De färgade områdena visar var TEC-nivåerna skiftas över Nordamerika och Europa på eftermiddagen; rött indikerar en ökning med upp till 80 procent jämfört med normala basnivåer, och blått indikerar en minskning på upp till –40 procent jämfört med vanliga nivåer. Kredit:Goncharenko et al.

    Vädret är en knepig vetenskap - ännu mer på mycket höga höjder, med en blandning av plasma och neutrala partiklar.

    Vid plötslig stratosfärisk uppvärmning (SSW) – stora meteorologiska störningar relaterade till polarvirveln där den polära stratosfärens temperatur ökar när den påverkas av vindarna runt polen – försvagas polarvirveln. SSW har också djupa atmosfäriska effekter på stora avstånd, orsakar förändringar i halvklotet motsatt platsen för den ursprungliga SSW—förändringar som sträcker sig hela vägen till den övre termosfären och jonosfären.

    En studie publicerad den 16 juli i Geofysiska forskningsbrev av MIT Haystack Observatorys Larisa Goncharenko och kollegor undersöker effekterna av en ny stor antarktisk SSW på norra halvklotet genom att studera förändringar som observerats i den övre atmosfären över Nordamerika och Europa.

    I en SSW-orsakad anomali, förändringar över polen orsakar förändringar i den motsatta halvklotet. Denna viktiga interhemisfäriska koppling identifierades som drastiska förändringar på höjder över 100 km – till exempel, i mätningar av totalt elektroninnehåll (TEC) samt variationer i det termosfäriska O/N 2 förhållande.

    SSW är vanligare över Arktis; dessa orsakar TEC och andra relaterade anomalier på södra halvklotet, och således har fler observationer gjorts på denna koppling. Eftersom Antarktis SSW är mindre vanliga, det finns färre möjligheter att studera deras effekter på norra halvklotet. Dock, den större tätheten av TEC-observationsplatser på norra halvklotet möjliggör exakt mätning av dessa övre atmosfäriska anomalier när de inträffar.

    I september 2019, en extrem, rekordstor SSW-händelse inträffade över Antarktis. Goncharenko och kollegor fann betydande resulterande förändringar i den övre atmosfären på mellanbreddgrader över norra halvklotet efter denna händelse; fler observationer finns tillgängliga för denna region än på södra halvklotet. Förändringarna var anmärkningsvärda inte bara i svårighetsgrad, men också för att de är begränsade till ett smalt (20–40 grader) longitudområde, skiljer sig mellan Nordamerika och Europa, och håller i sig länge.

    I figuren ovan, röda områden visar var TEC-nivåerna flyttas över Nordamerika och Europa på eftermiddagen; rött indikerar en ökning med upp till 80 procent jämfört med normala basnivåer, och blått indikerar en minskning på upp till –40 procent jämfört med vanliga nivåer. Detta TEC-skifte fortsatte under hela september 2019 över västra USA, men var kortlivad över Europa, indikerar olika mekanismer på gång.

    Författarna föreslår att en förändring i de termosfäriska zonvindarna (öst–väst) är en orsak till variationen mellan regionerna. En annan faktor är skillnader i magnetiska deklinationsvinklar; i områden med större deklination, zonvindarna kan mer effektivt transportera plasma till högre eller lägre höjder, leder till uppbyggnad eller utarmning av plasmadensitet.

    Mer studier behövs för att bestämma i vilken exakt utsträckning dessa faktorer påverkar kopplingen mellan polära stratosfäriska händelser och utrymme nära jorden på det motsatta halvklotet. Dessa studier är fortfarande en utmaning, med tanke på den relativa sällsyntheten hos antarktiska SSW och sparsam tillgång på jonosfäriska data på södra halvklotet.

    Den här historien återpubliceras med tillstånd av MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), en populär webbplats som täcker nyheter om MIT-forskning, innovation och undervisning.




    © Vetenskap http://sv.scienceaq.com