L'animazione utilizza i dati del satellite eolico Aeolus dell'ESA e mostra come il vortice polare nella bassa stratosfera è cambiato tra il 1 dicembre 2020 e il 1 febbraio 2021. I primi grafici all'inizio di dicembre mostrano il vortice in uno stato relativamente normale, ma a metà dicembre compaiono macchie di vento azzurro, e il vento sta andando indietro rispetto alle condizioni normali. Gli scienziati stanno usando le informazioni sul vento di Eolo per far luce su questo complesso fenomeno che può disturbare il tempo a latitudini più basse. Credito:Università di Bath/C. Wright
Poiché il vortice polare di questo inverno attualmente invia esplosioni ghiacciate estreme del clima artico in alcune parti dell'emisfero settentrionale come il nord-est degli Stati Uniti, gli scienziati stanno utilizzando le informazioni sul vento provenienti dal satellite Aeolus dell'ESA per far luce su questo fenomeno complesso.
Il vortice polare è un'enorme massa di aria gelida alta sopra il Polo Nord nella stratosfera polare. È circondato da un forte getto d'aria che vortica in senso antiorario lungo il confine del vortice. Il vortice tende ad essere molto più forte in inverno, mantenendo l'aria gelida rinchiusa intorno all'Artico.
Però, a volte il vortice può indebolirsi, diventare distorto o addirittura diviso in due e si snoda più a sud, influenzando il tempo e la corrente a getto più in basso nella troposfera, potenzialmente portando clima insolitamente freddo e neve a latitudini più basse.
Un evento meteorologico che può disturbare il vortice polare è noto come "riscaldamento stratosferico improvviso, " che è ciò che sta accadendo negli ultimi due mesi. I riscaldamenti stratosferici improvvisi si verificano in una certa misura ogni anno, ma l'evento in corso è stato classificato come importante, ed è meno comune.
Tali eventi drammatici fanno sì che il forte vento attorno al bordo del vortice polare si indebolisca o si inverta, portando la temperatura della stratosfera polare ad aumentare rapidamente di decine di gradi Celsius.
Sulla base dei dati della missione eolica Aeolus dell'ESA, l'immagine mostra come il vortice polare nella bassa stratosfera è cambiato tra il 1 dicembre 2020 e il 1 febbraio 2021. I primi grafici all'inizio di dicembre mostrano il vortice in uno stato relativamente normale, ma a metà dicembre compaiono macchie di vento azzurro, e il vento sta andando indietro rispetto alle condizioni normali. Credito:Università di Bath/C. Wright
Poiché questi eventi possono innescare condizioni meteorologiche estreme in Europa e Nord America, sono di interesse scientifico e pratico. Però, i processi coinvolti non sono completamente compresi, e fino a poco tempo fa ci sono state grandi sfide tecniche nella misurazione del vento dallo spazio, necessario per misurare e monitorare un evento di tale portata.
Fortunatamente, gli scienziati ora hanno a portata di mano il satellite Aeolus dell'ESA per aiutare a capire meglio perché e come il vortice polare viene spinto fuori equilibrio.
Aeolus è il primo satellite in orbita a profilare direttamente i venti della Terra dallo spazio.
Funziona emettendo brevi, potenti impulsi di luce ultravioletta da un laser e misura lo spostamento Doppler dalla piccolissima quantità di luce che viene dispersa di nuovo allo strumento da molecole e particelle per fornire profili della velocità orizzontale dei venti del mondo principalmente nella direzione est-ovest in i 26 km più bassi dell'atmosfera.
La missione Aeolus non è stata costruita solo per far progredire la nostra comprensione delle dinamiche atmosferiche, ma anche per fornire le informazioni tanto necessarie per migliorare le previsioni del tempo. Il satellite trasporta il primo lidar del vento nello spazio, che può sondare i 30 km più bassi dell'atmosfera per fornire profili di vento, aerosol e nuvole lungo il percorso orbitale del satellite. Il sistema laser emette brevi e potenti impulsi di luce ultravioletta nell'atmosfera. Il telescopio raccoglie la luce retrodiffusa dalle molecole d'aria, particelle di polvere e gocce d'acqua. Il ricevitore analizza lo spostamento Doppler del segnale retrodiffuso per determinare la velocità e la direzione del vento a varie altitudini al di sotto del satellite. Queste osservazioni quasi in tempo reale miglioreranno l'accuratezza della previsione numerica del tempo e del clima e miglioreranno la nostra comprensione delle dinamiche e dei processi atmosferici rilevanti per la variabilità climatica. Credito:ESA/ATG medialab
Sebbene Eolo misuri il vento solo nella parte inferiore dell'atmosfera, la parte inferiore dell'attuale vortice polare stratosferico lascia una firma nei dati del satellite.
Corwin Wright, Ricercatore della Royal Society presso l'Università di Bath nel Regno Unito, disse, "I cambiamenti nella struttura del vento in un improvviso evento di riscaldamento stratosferico non sono mai stati osservati direttamente su scala globale prima d'ora. Finora, la nostra comprensione di questi cambiamenti è stata sviluppata utilizzando misurazioni puntuali, misurazioni lungo le tracce di volo degli aerei localizzate, attraverso l'uso di osservazioni di temperatura, e, in primis, modelli informatici e analisi assimilative.
"Però, ora possiamo sfruttare nuove misurazioni da Eolo, il primo satellite in grado di osservare i venti direttamente nell'alta troposfera e nella bassa stratosfera, per studiare questo processo in modo osservativo durante questo grande evento attuale."
Anne Grete Straume, Lo scienziato della missione Aeolus dell'ESA, commentato, "Attualmente stiamo osservando un evento di vortice polare in cui lo vediamo diviso in due, con una massa d'aria rotante sul Nord Atlantico e una sul Nord Pacifico.
Questa immagine della neve nella regione dei Grandi Laghi negli Stati Uniti è stata catturata dallo strumento per il colore dell'oceano e della terra della missione Copernicus Sentinel-3 il 3 febbraio 2021. Mentre ci sono segnalazioni di copertura di ghiaccio record sui laghi quest'anno, ci deve, tuttavia, negli ultimi giorni ci sono state abbondanti nevicate sul Midwest e sui Grandi Laghi. La neve ha colpito anche il nord-est degli Stati Uniti. Si pensa che il vortice polare di questo inverno stia attualmente inviando esplosioni ghiacciate estreme del clima artico in alcune parti dell'emisfero settentrionale. Gli scienziati stanno utilizzando le informazioni sul vento del satellite Aeolus dell'ESA per far luce sul complesso fenomeno del vortice polare. Credito:contiene i dati modificati di Copernicus Sentinel (2021), trattati dall'ESA, CC BY-SA 3.0 IGO
"La scissione porta a cambiamenti nella circolazione troposferica permettendo alle masse d'aria fredda dai poli di fuoriuscire più facilmente fino a latitudini più basse. Al momento, parti del Nord America sembrano sperimentare un clima più freddo rispetto all'Europa, anche se nelle ultime settimane abbiamo assistito a eventi di aria fredda che si sono spinti abbastanza a sud in Europa, causando, Per esempio, abbondanti nevicate in Spagna.
“Ciò che gli scienziati vorrebbero anche capire è se gli eventi di riscaldamento stratosferico improvvisi possano diventare più frequenti a causa dei cambiamenti climatici. Anche per questo, I dati sul vento di Aeolus saranno molto importanti per comprendere meglio i meccanismi che innescano questi eventi meteorologici.
"È ancora presto per trarre conclusioni scientifiche dai nostri dati di Aeolus, ma sono certamente in corso lavori per gettare nuova luce sul motivo per cui questo fenomeno stagionale a volte può essere estremo:tieni d'occhio questo spazio".
