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    Come un improvviso riscaldamento stratosferico ha colpito l'emisfero settentrionale

    Anomalie ionosferiche osservate il 15 settembre 2019 sul Nord America. Le anomalie sono mostrate per TEC (contenuto totale di elettroni) ed espresse in percentuale rispetto ai valori medi di questa stagione. Un aumento del 50-80% del TEC osservato negli Stati Uniti occidentali è collegato all'improvviso riscaldamento stratosferico dell'Antartico. Le aree colorate mostrano dove i livelli TEC sono spostati sul Nord America e l'Europa nel pomeriggio; il rosso indica un aumento fino all'80% rispetto ai livelli normali di base, e il blu indica una diminuzione fino al -40% rispetto ai livelli normali. Credito:Goncharenko et al.

    Il tempo è una scienza complicata, ancora di più ad altitudini molto elevate, con una miscela di plasma e particelle neutre.

    Nei riscaldamenti stratosferici improvvisi (SSW) - grandi disturbi meteorologici legati al vortice polare in cui la temperatura della stratosfera polare aumenta quando è influenzata dai venti attorno al polo - il vortice polare è indebolito. Gli SSW hanno anche profondi effetti atmosferici a grandi distanze, causando cambiamenti nell'emisfero opposto rispetto alla posizione del SSW originale, cambiamenti che si estendono fino alla termosfera superiore e alla ionosfera.

    Uno studio pubblicato il 16 luglio in Lettere di ricerca geofisica di Larisa Goncharenko e colleghi del MIT Haystack Observatory esamina gli effetti di un recente grande SSW antartico nell'emisfero settentrionale studiando i cambiamenti osservati nell'atmosfera superiore del Nord America e dell'Europa.

    In un'anomalia causata da SSW, i cambiamenti sopra il polo provocano cambiamenti nell'emisfero opposto. Questo importante collegamento interemisferico è stato identificato come cambiamenti drastici ad altitudini superiori a 100 km, ad esempio, nelle misurazioni del contenuto di elettroni totali (TEC) e delle variazioni dell'O/N . termosferico 2 rapporto.

    Gli SSW sono più frequenti sull'Artico; questi causano TEC e altre anomalie correlate nell'emisfero australe, e quindi sono state fatte più osservazioni su questo collegamento. Poiché gli SSW antartici sono meno comuni, ci sono meno opportunità di studiare i loro effetti sull'emisfero settentrionale. Però, la maggiore densità di punti di osservazione TEC nell'emisfero settentrionale consente una misurazione precisa di queste anomalie atmosferiche superiori quando si verificano.

    A settembre 2019, un estremo, evento SSW da record si è verificato in Antartide. Goncharenko e colleghi hanno scoperto cambiamenti significativi nell'atmosfera superiore alle medie latitudini dell'emisfero settentrionale a seguito di questo evento; sono disponibili più osservazioni per questa regione che nell'emisfero australe. I cambiamenti sono stati notevoli non solo nella gravità, ma anche perché sono limitati a un intervallo di longitudine ristretto (20-40 gradi), differiscono tra Nord America ed Europa, e persistere a lungo.

    Nella figura sopra, le aree rosse mostrano dove i livelli di TEC sono spostati sul Nord America e l'Europa nel pomeriggio; il rosso indica un aumento fino all'80% rispetto ai livelli normali di base, e il blu indica una diminuzione fino al -40% rispetto ai livelli normali. Questo spostamento TEC è continuato per tutto settembre 2019 negli Stati Uniti occidentali, ma fu di breve durata in Europa, indicando diversi meccanismi in gioco.

    Gli autori suggeriscono che un cambiamento nei venti zonali termosferici (est-ovest) è una delle ragioni della varianza tra le regioni. Un altro fattore sono le differenze negli angoli di declinazione magnetica; nelle zone a maggiore declinazione, i venti zonali possono trasportare in modo più efficiente il plasma ad altitudini maggiori o minori, che porta all'accumulo o all'esaurimento della densità plasmatica.

    Sono necessari ulteriori studi per determinare la misura precisa in cui questi fattori influenzano il legame tra eventi stratosferici polari e spazio vicino alla Terra nell'emisfero opposto. Questi studi rimangono una sfida, data la relativa rarità degli SSW antartici e la scarsa disponibilità di dati ionosferici nell'emisfero australe.

    Questa storia è stata ripubblicata per gentile concessione di MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un popolare sito che copre notizie sulla ricerca del MIT, innovazione e didattica.




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