Stratosphärenerwärmung in der Antarktis wirkt sich heftig aus!

Ein plötzliches und extremes, rekordverdächtiges Erwärmungsereignis in der Stratosphäre über der Antarktis im Jahr 2019 führte einer neuen Studie zufolge zu Veränderungen in der oberen Atmosphäre der nördlichen Hemisphäre.

plötzliche Erwärmung der Stratosphäre Antarktis
Eine plötzliche Erwärmung der Stratosphäre in der Antarktis hatte weitreichende Auswirkungen auf die Atmosphäre der nördlichen Hemisphäre.

Plötzliche Erwärmungen der Stratosphäre (SSW) sind große Wetterstörungen, die mit Anomalien in der Erdatmosphäre in Verbindung gebracht werden. Sie stehen im Zusammenhang mit dem Polarwirbel, bei dem die Winde um den Pol die Temperatur der polaren Stratosphäre erhöhen und den Polarwirbel abschwächen.

SSW-Ereignisse haben auch weitreichende Auswirkungen auf die Atmosphäre der gegenüberliegenden Hemisphäre und reichen bis in die obere Thermosphäre und Ionosphäre. SSW treten am häufigsten in der Arktis auf und verursachen Anomalien im Gesamtelektronengehalt (TEC), der Gesamtzahl der zwischen zwei Punkten integrierten Elektronen, und im thermosphärischen Sauerstoff/Stickstoff-Verhältnis auf der Südhalbkugel.

Es gibt weniger SSW-Ereignisse über der Antarktis, so dass ihre Auswirkungen auf der Nordhalbkugel seltener beobachtet werden können.

Ein rekordverdächtiges extremes SSW-Ereignis über der Antarktis im September 2019 hat es Wissenschaftlern des Haystack-Observatoriums des MIT jedoch ermöglicht, die Auswirkungen auf die nördliche Hemisphäre zu analysieren, indem sie Veränderungen in der oberen Atmosphäre über Europa und Nordamerika untersucht haben.

Bemerkenswerte Änderungen

Larisa Goncharenko und ihre Kollegen fanden signifikante Veränderungen in der oberen Atmosphäre in mittleren Breiten über der nördlichen Hemisphäre, die nicht nur wegen ihres Ausmaßes bemerkenswert sind, sondern auch, weil sie auf einen engen Längenbereich von etwa 20 bis 40 Grad beschränkt waren.

Sie waren ebenfalls von langer Dauer, unterschieden sich jedoch zwischen Nordamerika und Europa, so die Forscher. Eine Änderung des TEC über dem Westen der Vereinigten Staaten hielt den ganzen September über an, war aber in Europa nur von kurzer Dauer, was darauf hindeutet, dass andere Mechanismen im Spiel waren.

calentamiento estratosférico repentino Antártida
La Antártida está prácticamente deshabitada y es uno de los lugares más ventosos de la Tierra.

Ein Grund für diesen Unterschied zwischen den Regionen könnte eine Veränderung der zonalen Winde in der Thermosphäre sein, also der Ost-West-Winde, sagen die Forscher.

Ein weiterer Grund könnten Unterschiede im magnetischen Deklinationswinkel sein. Der Unterschied zwischen dem magnetischen Norden und dem geografischen Norden hängt von der Position auf der Erdoberfläche ab und ändert sich mit der Zeit. In Gebieten mit höherer Deklination können die zonalen Winde das Plasma besser in höhere oder niedrigere Höhen transportieren, was zu einer Zunahme oder Abnahme der Plasmadichte führt.

Es gibt weniger SSW-Ereignisse über der Antarktis, sodass es weniger Gelegenheiten gab, ihre Auswirkungen auf der Nordhalbkugel zu beobachten. Allerdings gibt es auf der Nordhalbkugel eine größere Anzahl von TEC-Beobachtungspunkten, was genauere Messungen von Anomalien ermöglicht, wenn diese auftreten.

Weitere Forschungen sind erforderlich, so das MIT-Team, das hofft, genau feststellen zu können, wie diese Faktoren die Verbindung zwischen polaren stratosphärischen Ereignissen und dem erdnahen Weltraum auf der anderen Hemisphäre beeinflussen. Die Studie wurde in Geophysical Research Letters veröffentlicht.

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