15 年 2019 月 50 日在北美观测到的电离层异常。 TEC（总电子含量）显示异常，并表示为与本季节平均值相比的百分比。 在美国西部观测到的 TEC 增加 80-XNUMX% 与南极突然的平流层变暖有关。 彩色区域显示 TEC 水平在北美和 欧洲 下午; 红色表示与基线常规水平相比最多增加 80%，蓝色表示与常规水平相比最多减少 –40%。 图片由 Goncharenko 等人提供。
麻省理工学院海斯塔克天文台的研究发现，南极洲上空的平流层变暖事件与北美和欧洲上空近地空间的异常有关。
天气是一门棘手的科学——在非常高的海拔地区更是如此，混合了等离子体和中性粒子。
在突然的平流层变暖 (SSW) 中——与极地涡旋相关的大型气象扰动，其中极地平流层温度受到极地周围风的影响而升高——极地涡旋减弱。 SSWs 在很远的距离也会产生深远的大气影响，导致与原始 SSW 位置相反的半球发生变化——这些变化一直延伸到上层热层和电离层。
16 年 2021 月 XNUMX 日发表的一项研究 地球物理研究快报 麻省理工学院 Haystack 天文台的 Larisa Goncharenko 及其同事通过研究在北美和欧洲高层大气中观察到的变化，研究了最近一次主要的南极 SSW 对北半球的影响。
在 SSW 引起的异常中，极点的变化会导致对面半球的变化。 这种重要的半球间联系被确定为高度超过 100 公里的剧烈变化——例如，在总电子含量 (TEC) 测量以及热层 O/N 的变化中2 比。
SSW在北极地区更为频繁； 这些导致南半球的TEC和其他相关异常，因此对这种联系进行了更多的观察。 由于南极 SSW 不太常见，因此研究其对北半球影响的机会较少。 然而，北半球 TEC 观测位置的密度更大，可以在这些高层大气异常发生时进行精确测量。
2019 年 20 月，南极洲上空发生了一次极端的、破纪录的 SSW 事件。 Goncharenko 及其同事发现，在这次事件之后，北半球中纬度地区的高层大气发生了显着变化； 该地区的观测资料比南半球多。 这些变化不仅在严重性上很显着，而且还因为它们仅限于狭窄的（40-XNUMX 度）经度范围，在北美和欧洲之间存在差异，并且持续了很长时间。
在上图中，红色区域表示下午 TEC 水平在北美和欧洲的移动位置； 红色表示与基线常规水平相比最多增加 80%，蓝色表示与常规水平相比最多减少 –40%。 这种 TEC 转变在 2019 年 XNUMX 月在美国西部持续存在，但在欧洲短暂存在，表明存在不同的机制。
作者认为，热层纬向（东西向）风的变化是地区间差异的原因之一。 另一个因素是磁偏角的差异。 在偏角较大的地区，纬向风可以更有效地将等离子体输送到更高或更低的高度，从而导致等离子体密度的增加或减少。
需要更多的研究来确定这些因素影响极地平流层事件与对面半球近地空间之间联系的确切程度。 鉴于南极 SSW 的相对稀有和南半球电离层数据的稀缺性，这些研究仍然是一个挑战。
参考：“2019 年 16 月南极突然平流层变暖对北美和欧洲中纬度电离层和热层的影响”，作者：Larisa P. Goncharenko、V. Lynn Harvey、Katelynn R. Greer、Shun-Rong Zhang、Anthea J. Coster 和拉里·帕克斯顿，2021 年 XNUMX 月 XNUMX 日， 地球物理研究快报.
DOI：10.1029 / 2021GL094517
