Forskningsgruppen för rymdklimat vid Uleåborgs universitet, Finland, har under ganska lång tid studerat effekterna av energisk partikelutfällning från rymden, mer känd som norrskenet eller norrskenet, på vintervädersvariationer. Aurora borealis är inte bara ett vackert ljusfenomen, utan involverar också kemiska förändringar som leder till ozonnedbrytning högt i den polära stratosfären på vintern.
Ozonnedbrytning orsakad av energirika partiklar intensifierar polarvirveln, en stark vind som blåser från väst till öst runt polarområdet under vintersäsongen. Intensifierad polarvirvel förstärker också västliga vindar vid ytan, vilket ger milda vintrar i norra Europa och i synnerhet i Finland.
"Å andra sidan, under vintrar med svag partikelnederbörd kan polarvirveln försvagas och till och med bryta ner helt, vilket gör att kall arktisk luft kan strömma söderut. Det är då Finland och norra Europa vanligtvis upplever köldperioder, som i vinter", säger Docent Timo Asikainen.
"Polarvirveln har redan brutit en gång i vinter och förväntas gå sönder igen nästa helg. Våra egna modeller förutspådde det sannolika uppbrottet av polarvirveln under vintern redan förra sommaren."
Erfarenheten visar att, särskilt i Finland, är förbrukningen av el och mer allmänt energi som används för uppvärmning mycket beroende av väderleken. Detta väcker frågan:Hur mycket kan partikelutfällningen från rymden påverka elförbrukningen via polarvirveln? En nyligen genomförd studie från Uleåborgs universitets rymdklimatgrupp var den första som tog upp just denna fråga.
Studien, publicerad i Scientific Reports , fann ett betydande inflytande av partikelnederbörd på Finlands vintertemperaturer och på den temperaturberoende delen av elförbrukningen under vinterperioden (januari–mars).
I bästa fall var variationen förknippad med energisk partikelnederbörd cirka 14 % av den genomsnittliga elförbrukningen i Finland under vintern och förklarade upp till 50 % av de årliga variationerna i elförbrukningen.
"Det mest signifikanta resultatet av studien visade att partikelnederbörden, eller geomagnetisk aktivitet som dess proxy, signifikant påverkar Finlands vintertemperaturer och elförbrukning genom polarvirveln:Stark partikelnederbörd motsvarar högre vintertemperaturer och lägre elförbrukning, och vice versa , säger Veera Juntunen, doktorand.
I studien användes omfattande elförbrukningsstatistik från 1990-talet fram till idag från Finlands Energiförbund. "Från dessa data var vi tvungna att noggrant ta bort variationer som inte var relaterade till temperaturer. Detta avslöjade sedan partikelutfällningens inverkan på temperatur och elförbrukning", säger Juntunen.
Kopplingen gällde från 1950-talet till nutid, men intressant nog bara på vintrar då de ekvatoriala stratosfärvindarna, de så kallade QBO-vindarna, blåser från öster.
"Denna QBO-effekt har redan observerats i tidigare studier och är relaterad till det faktum att när QBO-vindar är östliga styrs storskaliga atmosfäriska vågor, de så kallade planetvågorna, från den lägre atmosfären in i den polära stratosfären. Där, tillsammans med partikelutfällningen skapar de den observerade effekten på polarvirveln", förklarar Asikainen.
Studien avslöjar en intressant ny samhällelig påverkan av rymdvädret. Att ta hänsyn till partikelnederbörd från rymden kan hjälpa till att förutsäga vintertemperaturer och elförbrukning, i bästa fall flera månader eller till och med år i förväg, om vi lär oss hur vi bättre kan förutsäga partikelnederbörden inom längre tidsskalor än för närvarande.
Mer information: Veera Juntunen et al, Elförbrukning i Finland påverkad av klimateffekter av energetisk partikelnederbörd, Scientific Reports (2023). DOI:10.1038/s41598-023-47605-8
Journalinformation: Vetenskapliga rapporter
Tillhandahålls av Uleåborgs universitet
