Ett CIRES-ledt team har avslöjat en kritisk koppling mellan vindar vid jordens ekvatorn och atmosfäriska vågor 6, 000 mil bort vid Sydpolen. Teamet har hittat, för första gången, bevis på en kvasi-tvåårig oscillation (QBO)-ett atmosfäriskt cirkulationsmönster som har sitt ursprung vid ekvatorn-vid McMurdo, Antarktis.

Upptäckten belyser hur vindar i de djupa tropikerna påverkar den avlägsna sydpolen, i synnerhet polarvirveln, som kan utlösa utbrott av kallt vädermönster på mittbredder. Forskare kommer att kunna använda denna information för att bättre förstå planetens väder- och klimatmönster och driva mer exakta atmosfäriska modeller, säger författarna.

"Vi har nu sett hur detta atmosfäriska mönster sprider sig från ekvatorn hela vägen till Antarktis höga breddgrader, visar hur dessa avlägsna regioner kan kopplas ihop på sätt som vi inte visste om tidigare, " sa Zimu Li, en tidigare CIRES -forskningsassistent som gjorde detta arbete vid University of Colorado Boulder, och huvudförfattare till studien ute idag i Journal of Geophysical Research:Atmospheres .

"Detta kan förbättra vår förståelse av hur storskalig atmosfärisk cirkulation fungerar, och hur mönster i ett område av världen kan krusa över hela jordklotet, sa Xinzhao Chu, CIRES-stipendiat, professor i Ann &H.J. Smead Institutionen för flyg- och rymdteknik vid University of Colorado Boulder, och motsvarande författare om det nya verket.

Vartannat år eller så, QBO får de stratosfäriska vindarna vid jordens ekvatorn att byta riktning, alternerande mellan östlig och västlig. Lynn Harvey, en forskare vid CU:s laboratorium för atmosfärisk och rymdfysik (LASP) och en medförfattare till studien, hjälpte laget att studera polarvirvlarna, de massiva virvlar av kall luft som går i spiral över var och en av jordens poler. Studien rapporterar att Antarktis -virveln expanderar under QBO -fasen och drar ihop sig under västfasen. Teamet misstänker att när QBO ändrar det polära virvelbeteendet, den där, i tur och ordning, påverkar beteendet hos atmosfäriska vågor som kallas gravitationsvågor, som färdas över olika lager av atmosfären. De identifierade specifika typer av förändringar i dessa gravitationsvågor:Vågorna är starkare under den östliga perioden av QBO och svagare när QBO är västlig.

De senaste nio åren, medlemmar av Chus lidar -team har tillbringat långa säsonger på McMurdo Station, Antarktis, trotsar 24-timmars mörker och kyliga temperaturer för att använda anpassade lasrar och mäta mönster i jordens atmosfär. Dessa långsiktiga mätningar, tillsammans med 21 år av NASA MERRA-2 atmosfäriska rekord, var kritiska till de nya rönen. Varje QBO -cykel tar år att slutföra, så långsiktiga dataströmmar är det enda sättet att identifiera mellanåriga kopplingar och mönster.

"Atmosfärsforskare kan använda den här informationen för att förbättra sina modeller - innan detta visste ingen riktigt hur QBO påverkar gravitationsvågorna i denna polära region, "sa Xian Lu, forskare vid Clemson University och medförfattare till studien. "Forskare kan använda denna information för att bättre modellera och förutsäga klimatet, inklusive variationen i atmosfär och rymd och långsiktig förändring. "