Открытие подчеркивает, как ветры в глубоких тропиках влияют на удаленный Южный полюс, в частности на полярный вихрь, который может вызывать вспышки холодных погодных явлений в средних широтах. По словам авторов, ученые смогут использовать эту информацию, чтобы лучше понять погодные и климатические особенности планеты и создать более точные атмосферные модели.
«Теперь мы увидели, как эта атмосферная картина распространяется от экватора до высоких широт Антарктиды, показывая, как эти далекие регионы могут быть связаны способами, о которых мы не знали раньше», – сказал Зиму Ли, бывший Ассистент-исследователь CIRES, который выполнил эту работу в Университете Колорадо в Боулдере, и ведущий автор исследования, опубликованного сегодня в Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
«Это может улучшить наше понимание того, как работает крупномасштабная атмосферная циркуляция и как закономерности в одной части мира могут колебаться по всему земному шару», – сказал Синьчжао Чу, научный сотрудник CIRES, профессор Ann & H.J. Смид, факультет аэрокосмических инженерных наук Университета Колорадо в Боулдере, и автор-корреспондент по новой работе.
Примерно каждые два года QBO заставляет стратосферные ветры на экваторе Земли менять направление, чередуя восточное и западное. Линн Харви, научный сотрудник Лаборатории атмосферной и космической физики (LASP) CU и соавтор исследования, помогла команде изучить полярные вихри, массивные вихри холодного воздуха, которые вращаются по спирали над каждым из полюсов Земли.
В исследовании сообщается, что антарктический вихрь расширяется во время восточной фазы QBO и сжимается во время западной фазы. Команда подозревает, что когда КДЦ изменяет поведение полярного вихря, это, в свою очередь, влияет на поведение атмосферных волн, называемых гравитационными волнами, которые проходят через разные слои атмосферы. Они определили определенные виды изменений в этих гравитационных волнах: волны сильнее в восточный период КДЦ и слабее, когда КДЦ находится на западе.
В течение последних девяти лет члены лидарной команды Чу проводили долгие сезоны на станции Мак-Мердо в Антарктиде, преодолевая 24-часовую темноту и низкие температуры, чтобы управлять пользовательскими лазерами и измерять закономерности в атмосфере Земли. Эти долгосрочные измерения, наряду с 21-летним наблюдением за состоянием атмосферы NASA MERRA-2, сыграли решающую роль в новых выводах.
Для завершения каждого цикла QBO требуются годы, поэтому долгосрочные потоки данных – единственный способ определить межгодовые связи и закономерности.
«Атмосферные ученые могут использовать эту информацию для улучшения своих моделей – до этого никто действительно не знал, как QBO влияет на гравитационные волны в этом полярном регионе», – сказал Сиань Лу, исследователь из Университета Клемсона и соавтор исследования. "Исследователи могут использовать эту информацию для лучшего моделирования и прогнозирования климата, включая изменчивость атмосферы и космоса и долгосрочные изменения."