Repentino calentamiento estratosférico

El calentamiento estratosférico repentino (SSW) es un aumento fuerte y repentino (varias decenas de grados durante el día) de la temperatura en la estratosfera polar y subpolar en invierno, a veces de 50 ° o más durante varios (alrededor de diez) días. SSW se produce en altitudes de 10 a 50 km, y se caracterizan por una gran desviación de temperatura de los valores medios, a menudo superando dos desviaciones estándar del modelo de fondo . Los eventos GSP tienen lugar en el invierno. Son más pronunciados en las zonas polares y circumpolares, pero tienen una manifestación notable en las latitudes medias [2] . La razón del SSW es ​​un cambio en las condiciones para la propagación de las ondas planetarias .y su enfoque en la zona polar.

Mecanismo de educación

Bajo la influencia de las ondas planetarias , durante su fuerte desaceleración [2] , el vórtice circumpolar invernal se desplaza, se debilita o incluso se destruye , acompañado de un aumento de la temperatura de la atmósfera media en la región circumpolar durante un período de varios días a varios semanas. Así comienza el desarrollo de la VSP. Se ha establecido una conexión entre el SSW y los procesos sinópticos de la troposfera de latitudes medias y altas [3] , e incluso de la región ecuatorial [4] . En muchos casos, un SSW está precedido por un anticiclón de bloqueo [5] y viceversa, después del SSW, a menudo se observa un largo período de clima inusualmente frío en grandes áreas del hemisferio norte.

Etapas de desarrollo

El desarrollo del VSP pasa por una serie de etapas. En base a los datos [6] [7] [8] , podemos distinguir tres etapas o estadios de desarrollo de SSW.

  1. En la etapa inicial, hay un aumento en la actividad de las ondas planetarias y su propagación hacia arriba en la zona polar. El resultado es un debilitamiento del vórtice estratosférico polar , su desplazamiento y/o división. En esta etapa, la estratosfera se calienta y el viento zonal comienza a debilitarse, lo que se determina a una altura de 10 hPa.
  2. En la siguiente etapa, el calentamiento comienza a debilitarse, pero la reversión de la circulación alcanza un máximo a un nivel de 10 hPa, que cubre la banda latitudinal de 60 a 90º s. sh. El máximo del viento medio zonal se retrasa con respecto al máximo de la temperatura media zonal en la banda de 60 a 90º de latitud norte. en promedio durante 10 días [8] .
  3. En la última etapa (relajación), el viento occidental se recupera en la zona polar de la estratosfera. Puede ocurrir con bastante rapidez o (en el caso de un TCA importante) puede prolongarse durante más de un mes. En esta etapa, el calentamiento se reemplaza por una disminución de la temperatura en relación con la norma. La región de disminución de la temperatura se extiende desde la mesosfera hasta la estratosfera.

Clasificación

Según el grado de desarrollo y duración, se distinguen VSP menores y mayores. De acuerdo con la clasificación [9] aprobada por la OMM , un evento SSW se considera menor si en cualquier región de la estratosfera durante un período de hasta una semana hubo un aumento de la temperatura de 25 K o más. Una señal de un SSW importante es un cambio en la dirección del viento medio zonal de 60°N. ya una altitud de 10 hPa de oeste a este en invierno (noviembre a marzo). Una condición adicional es un gradiente de temperatura media zonal positivo de 10 hPa en la zona latitudinal de 60 a 90°N. Los eventos SSW deben distinguirse del calentamiento estratosférico final, que ocurre en primavera y se caracteriza por la destrucción final del vórtice estratosférico polar de invierno con la inversión de la circulación zonal para el período de verano.

Características

Las características SSW para latitudes medias se determinaron a partir de mediciones LIDAR de veinte años (1982-2001) en el Observatorio de Haute-Provence, Francia (44º N, 6º E) [10] . Se analizaron un total de 2629 perfiles de temperatura diarios. En promedio, hubo 2,15 casos de RCA por temporada. Todos los casos de RCA de acuerdo con la clasificación aceptada se dividen en dos clases: grandes (23%) y pequeños (77%). Las alturas y magnitudes de los eventos SSW son 38-54 km y 12-36 K para SSW grandes, 42-54 km y 11-33 K para SSW pequeños.

En otro estudio [11] , realizado según mediciones en la estación lidar siberiana (Tomsk) durante tres periodos invernales, la amplitud máxima del aumento de temperatura alcanzó +30% (alrededor de 70 K) durante el mayor calentamiento de 2010 a una altitud de 37 kilometros Durante SSW menores, se observaron desviaciones máximas en el rango de 20% a 30% (50-70 K).

Fuentes

  1. ↑ SS Gaigerov, VN Glazkov, ED Zhorova, M. Ya. Kalikhman, VS Kurakin. Características de las variaciones del régimen de temperatura y circulación en la atmósfera superior en latitudes medias y altas  // Journal of Atmospheric and Terrestrial Physics. - 1986-11-01. - T. 48 , n. 11 _ — S. 1111–1116 . - doi : 10.1016/0021-9169(86)90031-0 .
  2. ↑ 1 2 Lidar control of the stratosphere - Libros publicados con el apoyo de RFBR - Library - RFBR Portal . www.rfbr.ru Consultado el 14 de abril de 2016. Archivado desde el original el 11 de junio de 2016.
  3. ↑ Erik W. Kolstad, Andrew J. Charlton-Perez. Precursores observados y simulados de anomalías de vórtices polares estratosféricos en el hemisferio norte  //  Dinámica del clima. — 2010-10-05. — vol. 37 , edición. 7-8 . - P. 1443-1456 . — ISSN 1432-0894 0930-7575, 1432-0894 . -doi : 10.1007/ s00382-010-0919-7 . Archivado desde el original el 19 de junio de 2018.
  4. ↑ Nawo Eguchi, Kunihiko Kodera. Impactos del evento de calentamiento repentino estratosférico en las nubes tropicales y los campos de humedad en el TTL: un estudio de caso  // Sola. — 2010-01-01. - T. 6 . — S. 137–140 . -doi : 10.2151 / sola.2010-035 . Archivado desde el original el 19 de abril de 2016.
  5. ↑ O. Martius, L. M. Polvani, H. C. Davies. Bloqueo de precursores de eventos estratosféricos de calentamiento repentino  //  Cartas de investigación geofísica. — 2009-07-01. — vol. 36 , edición. 14 _ — P. L14806 . — ISSN 1944-8007 . -doi : 10.1029 / 2009GL038776 . Archivado desde el original el 29 de marzo de 2015.
  6. ↑ P. N. Vargin, V. A. Yushkov, S. M. Khaikin, Dakota del Norte Tsvetkova, S.V. Kotrykin, E. M. Volodin. El cambio climático y la atmósfera promedio: más y más preguntas  (ruso)  // BOLETÍN DE LA ACADEMIA DE CIENCIAS DE RUSIA: revista. - 2010. - T. 80 , N º 2 . - S. 114-130 . Archivado desde el original el 20 de abril de 2016.
  7. ↑ P. Kishore, I. Velicogna, M. Venkat Ratnam, JH Jiang, GN Madhavi. Ondas planetarias en la estratosfera superior y la mesosfera inferior durante el calentamiento estratosférico principal del Ártico de 2009  // Annales Geophysicae. - T. 30 , n. 10 _ - S. 1529-1538 . -doi : 10.5194 / angeo-30-1529-2012 .
  8. ↑ 1 2 Varavut Limpasuvan, David WJ Thompson, Dennis L. Hartmann. El ciclo de vida de los calentamientos estratosféricos repentinos del hemisferio norte  // Journal of Climate. - 2004-07-01. - T. 17 , n. 13 _ — S. 2584–2596 . — ISSN 0894-8755 . - doi : 10.1175/1520-0442(2004)0172.0.CO;2 . Archivado desde el original el 30 de marzo de 2015.
  9. ↑ Gloria L. Manney, Zachary D. Lawrence, Michelle L. Santee, William G. Read, Nathaniel J. Livesey. Un calentamiento estratosférico repentino menor con un gran impacto: transporte y procesamiento polar en el invierno ártico de 2014/2015  //  Geophysical Research Letters. — 2015-09-28. — vol. 42 , edición. 18 _ — Pág. 2015GL065864 . — ISSN 1944-8007 . -doi : 10.1002/ 2015GL065864 . Archivado desde el original el 11 de septiembre de 2015.
  10. ↑ ACPD - Observaciones LiDAR de 20 años de calentamiento repentino estratosférico sobre un sitio de latitud media, Observatoire de Haute Provence (OHP; 44° N, 6° E): estudio de caso y características estadísticas . www.atmos-chem-phys-discuss.net. Consultado el 11 de abril de 2016. Archivado desde el original el 27 de abril de 2016.
  11. ↑ Marichev V.N., Bochkovsky D.A. Estudios sincrónicos de la distribución vertical de la temperatura y la densidad de la estratosfera durante los períodos de su estado de calma y perturbación, obtenidos sobre la base de mediciones lidar  (ruso)  // Colección de artículos científicos basados ​​​​en los materiales de la V Conferencia Científica y Práctica Internacional : Recopilación. — Bélgorod. - 30 de noviembre ( vol. 1 , no. 3 ). — S. 237-243 . — ISSN 978-5-9906029-7-7 . Archivado desde el original el 14 de julio de 2015.