La météo est une science délicate, encore plus à très haute altitude, avec un mélange de plasma et de particules neutres.

Dans les réchauffements stratosphériques soudains (SSW) - de grandes perturbations météorologiques liées au vortex polaire dans lequel la température de la stratosphère polaire augmente car elle est affectée par les vents autour du pôle - le vortex polaire est affaibli. Les SSW ont également des effets atmosphériques profonds à de grandes distances, provoquant des changements dans l'hémisphère opposé à l'emplacement du SSW d'origine - des changements qui s'étendent jusqu'à la thermosphère et l'ionosphère supérieures.

Une étude publiée le 16 juillet dans Lettres de recherche géophysique par Larisa Goncharenko du MIT Haystack Observatory et ses collègues examinent les effets d'une récente SSW antarctique majeure sur l'hémisphère nord en étudiant les changements observés dans la haute atmosphère au-dessus de l'Amérique du Nord et de l'Europe.

Dans une anomalie causée par le SSW, les changements au-dessus du pôle provoquent des changements dans l'hémisphère opposé. Ce lien interhémisphérique important a été identifié comme des changements drastiques à des altitudes supérieures à 100 km - par exemple, dans les mesures du contenu électronique total (TEC) ainsi que les variations du rapport O/N thermosphérique 2 rapport.

Les SSW sont plus fréquents au-dessus de l'Arctique; ceux-ci causent le TEC et d'autres anomalies connexes dans l'hémisphère sud, et donc plus d'observations ont été faites sur ce lien. Étant donné que les SSW antarctiques sont moins fréquents, il y a moins d'occasions d'étudier leurs effets sur l'hémisphère nord. Cependant, la plus grande densité des emplacements d'observation du TEC dans l'hémisphère nord permet une mesure précise de ces anomalies de la haute atmosphère lorsqu'elles se produisent.

En septembre 2019, un extrême, un événement SSW record s'est produit au-dessus de l'Antarctique. Goncharenko et ses collègues ont découvert des changements significatifs dans la haute atmosphère aux latitudes moyennes de l'hémisphère nord à la suite de cet événement ; plus d'observations sont disponibles pour cette région que dans l'hémisphère sud. Les changements étaient notables non seulement en termes de gravité, mais aussi parce qu'ils sont limités à une plage étroite (20-40 degrés) de longitude, diffèrent entre l'Amérique du Nord et l'Europe, et persister longtemps.

Dans la figure ci-dessus, les zones rouges montrent où les niveaux de TEC sont déplacés sur l'Amérique du Nord et l'Europe dans l'après-midi ; le rouge indique une augmentation allant jusqu'à 80 pour cent par rapport aux niveaux réguliers de base, et le bleu indique une diminution allant jusqu'à -40 pour cent par rapport aux niveaux normaux. Ce décalage du TEC a persisté tout au long du mois de septembre 2019 sur l'ouest des États-Unis, mais fut de courte durée sur l'Europe, indiquant différents mécanismes en jeu.

Les auteurs suggèrent qu'un changement dans les vents thermosphériques zonaux (est-ouest) est l'une des raisons de la variance entre les régions. Un autre facteur est les différences d'angles de déclinaison magnétique; dans les zones à plus forte déclinaison, les vents zonaux peuvent transporter plus efficacement le plasma à des altitudes plus élevées ou plus basses, conduisant à l'accumulation ou à l'épuisement de la densité du plasma.

Une étude plus approfondie est nécessaire pour déterminer dans quelle mesure ces facteurs affectent le lien entre les événements stratosphériques polaires et l'espace proche de la Terre dans l'hémisphère opposé. Ces études restent un défi, étant donné la rareté relative des SSW de l'Antarctique et la faible disponibilité des données ionosphériques dans l'hémisphère sud.

Cette histoire est republiée avec l'aimable autorisation de MIT News (web.mit.edu/newsoffice/), un site populaire qui couvre l'actualité de la recherche du MIT, innovation et enseignement.