15年2019月50日に北米で観測された電離層異常。 TEC（全電子数）の異常が表示され、今シーズンの平均値と比較したパーセンテージで表されます。 米国西部で観測されたTECの80〜XNUMX％の増加は、南極の成層圏突然昇温に関連しています。 色付きの領域は、TECレベルが北米と ヨーロッパ大陸 午後に; 赤はベースラインの通常レベルに対して最大80％の増加を示し、青は通常レベルに対して最大–40％の減少を示します。 クレジット：Goncharenko他の画像提供。
MIT Haystack Observatoryの調査によると、南極大陸上空で成層圏突然昇温が発生し、北米とヨーロッパの上の地球近傍天体の異常に関連していることがわかりました。
天気はトリッキーな科学です—プラズマと中性粒子が混ざり合っている非常に高い高度ではさらにそうです。
成層圏突然昇温（SSW）（極の周りの風の影響を受けて極成層圏の温度が上昇する極渦に関連する大きな気象障害）では、極渦が弱まります。 SSWはまた、遠距離で深刻な大気効果をもたらし、元のSSWの位置とは反対の半球に変化を引き起こします—変化は上部熱圏と電離層にまで及びます。
16年2021月XNUMX日に公開された研究 地球物理学研究レターズ MIT HaystackObservatoryのLarisaGoncharenkoらは、北アメリカとヨーロッパの高層大気で観測された変化を研究することにより、最近の主要な南極SSWが北半球に及ぼす影響を調べています。
SSWによって引き起こされる異常では、極の変化は反対側の半球の変化を引き起こします。 この重要な半球間リンケージは、100 kmを超える高度での急激なシフトとして識別されました。たとえば、全電子数（TEC）の測定値や、熱圏のO/Nの変動などです。2 比率。
SSWは、北極圏でより頻繁に発生します。 これらは南半球でTECおよびその他の関連する異常を引き起こし、したがってこの関連性についてより多くの観測が行われています。 南極SSWはあまり一般的ではないため、北半球への影響を研究する機会は少なくなります。 ただし、北半球のTEC観測場所の密度が高いため、これらの上部大気異常が発生した場合に正確に測定できます。
2019年20月、南極大陸で記録的な記録破りのSSWイベントが発生しました。 Goncharenkoらは、この出来事に続いて、北半球の中緯度で上層大気に重大な結果として生じる変化を発見しました。 この地域では、南半球よりも多くの観測が利用できます。 この変化は、重大度だけでなく、経度の範囲が狭く（40〜XNUMX度）、北米とヨーロッパで異なり、長期間続くため、顕著でした。
上の図の赤い領域は、午後にTECレベルが北米とヨーロッパでシフトした場所を示しています。 赤はベースラインの通常レベルに対して最大80％の増加を示し、青は通常レベルに対して最大–40％の減少を示します。 このTECシフトは、米国西部では2019年XNUMX月を通して持続しましたが、ヨーロッパでは短命であり、さまざまなメカニズムが機能していることを示しています。
著者らは、熱圏の帯状（東西）風の変化が地域間の変動のXNUMXつの理由であると示唆しています。 もうXNUMXつの要因は、磁気偏角の違いです。 赤緯が大きい地域では、帯状の風がプラズマをより効率的に高高度または低高度に輸送し、プラズマ密度の増加または減少につながる可能性があります。
これらの要因が極成層圏イベントと反対側の半球の地球近傍天体との間の関連に影響を与える正確な範囲を決定するには、さらに研究が必要です。 南極SSWの相対的な希少性と南半球での電離層データのまばらな利用可能性を考えると、これらの研究は依然として課題です。
参考：ラリサ・P・ゴンチャレンコ、V・リン・ハーベイ、ケイトリン・R・グリア、シュンロン・チャン、アンシア・J・コスター、ラリー・J・パクストン、2019年16月2021日 地球物理学研究レターズ.
DOI：10.1029 / 2021GL094517
