Et CIRES-ledet hold har afsløret en kritisk forbindelse mellem vinde ved Jordens ækvator og atmosfæriske bølger 6.000 miles væk på Sydpolen. Holdet har for første gang fundet beviser for en kvasi-biennial oscillation (QBO) - et atmosfærisk cirkulationsmønster, der stammer fra ækvator - ved McMurdo, Antarktis.
Opdagelsen fremhæver, hvordan vinde i de dybe troper påvirker den fjerntliggende sydpol, især den polare hvirvel, som kan udløse udbrud af kolde vejrmønstre på mellembreddegrader. Forskere vil være i stand til at bruge denne information til bedre at forstå planetens vejr- og klimamønstre og brænde mere nøjagtige atmosfæriske modeller, siger forfatterne.
"Vi har nu set, hvordan dette atmosfæriske mønster forplanter sig fra ækvator hele vejen til de høje breddegrader i Antarktis, og viser, hvordan disse fjerntliggende områder kan forbindes på måder, vi ikke kendte til før," sagde Zimu Li, en tidligere CIRES forskningsassistent, der udførte dette arbejde ved University of Colorado Boulder, og hovedforfatter af undersøgelsen, der udgives i dag i Journal of Geophysical Research: Atmospheres.
"Dette kan forbedre vores forståelse af, hvordan storstilet atmosfærisk cirkulation fungerer, og hvordan mønstre i ét område af verden kan bølge over hele kloden," sagde Xinzhao Chu, CIRES Fellow, professor i Ann & H. J. Smead Department of Aerospace Engineering Sciences ved University of Colorado Boulder og tilsvarende forfatter om det nye værk.
Hvert andet år eller deromkring får QBO stratosfæriske vinde ved Jordens ækvator til at skifte retning, skiftende mellem østlig og vestlig. Lynn Harvey, en forsker ved CU's Laboratory for Atmospheric and Space Physics (LASP) og en medforfatter på undersøgelsen, hjalp holdet med at studere de polære hvirvler, de massive hvirvler af kold luft, der går i spiral over hver af Jordens poler. Undersøgelsen rapporterer, at den antarktiske hvirvel udvider sig i løbet af QBO's østlige fase og trækker sig sammen i den vestlige fase. Holdet har mistanke om, at når QBO ændrer den polære hvirveladfærd, påvirker det igen adfærden af atmosfæriske bølger kaldet tyngdekraftsbølger, som bevæger sig hen over forskellige lag af atmosfæren. De identificerede specifikke former for ændringer i disse tyngdekraftsbølger: Bølgerne er stærkere i den østlige periode af QBO'en og svagere, når QBO'en er vestlig.
I de sidste ni år har medlemmer af Chus lidar-team tilbragt lange sæsoner på McMurdo Station, Antarktis, og trodset 24-timers mørke og kolde temperaturer for at betjene tilpassede lasere og måle mønstre i Jordens atmosfære. Disse langsigtede målinger, sammen med 21 års NASA MERRA-2 atmosfæriske rekorder, var afgørende for de nye resultater. Hver QBO-cyklus tager år at gennemføre, så langsigtede datastrømme er den eneste måde at identificere interårlige forbindelser og mønstre på.
"Atmosfæriske videnskabsmænd kan bruge denne information til at forbedre deres modeller - før dette vidste ingen rigtig, hvordan QBO påvirker tyngdekraftsbølger i denne polare region," sagde Xian Lu, forsker ved Clemson University og medforfatter til undersøgelsen. "Forskere kan bruge disse oplysninger til bedre at modellere og forudsige klimaet, herunder variationen i atmosfæren og rummet og langsigtede ændringer."
