Поиск пульса полярного вихря

Новое исследование Стэнфордского университета выявило физическую связь между скоростью и положением струйного течения и силой полярного вихря — завихрения воздуха, обычно парящего над Арктикой. Эта связь открывает путь к прогнозированию погоды на целый сезон вперед.

Понимание этого взаимодействия имеет решающее значение для прогнозирования экстремальных погодных явлений. Исследование, опубликованное в Journal of Atmospheric Sciences, выделило два режима связи. В первом изменения ветра у экватора в тропосфере быстро распространяются вверх через струйное течение в стратосферный полярный вихрь. Во втором режиме сила вихря влияет на траекторию и мощность струйного течения, посылая "импульс" вплоть до поверхности. Ослабленный вихрь ослабляет струйное течение, смещая его к экватору, а усиленный — делает его мощнее и сдвигает к полюсу.

"Эти глубокие вертикальные структуры раньше не были показаны. Это нечто фундаментальное в самой системе", — заявила ведущий автор Адити Сешадри. Этот анализ может объяснить последствия для погоды, подобные событию 2018 года, когда ослабленный вихрь раскололся надвое, что привело к экстремальной погоде в Западной Европе. Понимание того, какой из двух режимов возобладает, особенно важно в условиях изменения климата, так как такие факторы, как выбросы парниковых газов, могут одновременно и усиливать вихрь, и генерировать волны, его ослабляющие.

Исследование также предлагает новый метод проверки климатических моделей, основанный на анализе 35-летних данных о ветре с помощью математической теоремы из квантовой механики. Это позволяет проверить ключевые допущения моделей о взаимодействии слоев атмосферы и колебаниях струйного течения. "Нам нужно быть уверенными, что модели верны, и по правильным причинам", — отметила Сешадри. Эта работа может помочь ответить на практические вопросы о частоте будущих наводнений или похолоданий в конкретных регионах.