南极上空突然的平流层变暖事件 是如何影响北半球的？

　　最近麻省理工学院海斯塔克天文台的研究发现：南极洲上空的平流层变暖事件与北美和欧洲上空近地空间的异常有部分关联。天气是一门棘手的科学——在非常高的海拔地区，等离子体和中性粒子混合在一起，情况更是如此。

　　在突如其来的平流层变暖（SSW）中，与极涡有关的大的气象扰动，其中极地平流层温度随着受绕极风的影响而升高，极地涡度减弱。SSW在很远的距离上也会对大气产生深远的影响，导致与原始SSW相反的半球的变化——这种变化一直延伸到上层热层和电离层。

　　发表于2021年7月16日的一项研究地球物理研究信函由麻省理工学院海斯塔克天文台的LarisaGoncharenko和他的同事通过研究北美和欧洲高层大气中观测到的变化来研究最近南极SSW对北半球的影响。

　　在一个由SSW引起的异常中，极点上的变化会引起相反半球的变化。这种重要的半球间联系被认为是，在大于100公里的高度上的剧烈移动。例如，总电子含量的测量以及热层氧/N2比的变化。

　　北极地区的SSW更频繁，这导致了TEC和南半球的其他相关异常，因此天文学家对这一联系进行了更多的观测。由于南极SSW不太常见，因此研究它们对北半球的影响的机会较少。然而，由于北半球TEC观测地点的密度较大，因此可以在这些高空异常发生时进行精确测量。

　　2019年9月，南极上空发生了一次极端的、破纪录的SSW事件。Goncharenko和他的同事在这次事件发生后发现北半球中纬度的高层大气发生了显著的变化；这一地区比南半球有更多的观测资料。这些变化不仅需要在严重程度上值得注意，而且也是因为它们被限制在一个狭窄的（20-40度）经度范围内，北美和欧洲之间的差异非常大，还持续了很长时间。

　　在上面的图中，红色区域显示TEC水平下午在北美和欧洲移动；红色表示与基准水平相比上升了80％，蓝色表示比常规水平下降了-40％。在整个2019年9月，美国西部的TEC变化持续存在，但在欧洲却是短暂的，这表明不同的机制在发挥作用。

　　作者认为，热层纬向（东西）风的变化是区域间差异的原因之一。另一个因素是磁偏角的差异；在磁偏角较大的地区，纬向风可以更有效地将等离子体输送到更高或更低的高度，导致等离子体密度的增加或耗尽。

　　需要进行更多的研究，以确定这些因素在多大程度上影响极地平流层事件与相反半球近地空间之间的联系，这些研究仍然是一个挑战。