南极洲上空的平流层突然变暖事件是如何影响北半球的？

麻省理工学院Haystack天文台的Larisa Goncharenko及其同事在2021年7月16日发表在《地球物理研究快报》上的一项研究中称，通过研究在北美和欧洲上空观察到的高层大气的变化，考察了最近一次主要南极平流层突然变暖对北半球的影响。

在平流层突然变暖引起的异常情况下，极地上空的变化会引起对面半球的变化。这种重要的半球间的联系被确定为在大于100公里的高度上的急剧变化–例如，在总电子含量（TEC）的测量以及热层O/N2比率的变化。

北极上空的SSWs更加频繁；这些导致南半球的TEC和其他相关异常，因此对这种联系进行了更多的观测。由于南极的平流层突然变暖不太常见，研究其对北半球的影响的机会较少。然而，北半球的TEC观测点密度较大，当这些高层大气异常发生时，可以对其进行精确测量。

2019年9月，南极洲上空发生了一次极端的、破纪录的平流层突然变暖事件。Goncharenko及其同事发现，在这次事件之后，北半球中纬度地区的高层大气发生了重大变化；与南半球相比，这一地区有更多的观测资料。这些变化不仅在严重程度上值得注意，而且还因为它们局限于一个狭窄的（20-40度）经度范围，在北美和欧洲之间有所不同，并持续了很长一段时间。

在上图中，红色区域显示了下午北美和欧洲上空TEC水平转移的地方；红色表示相对于基线常规水平增加多达80%，而蓝色表示相对于常规水平减少多达-40%。这种TEC的转变在2019年9月整个美国西部持续存在，但在欧洲则是短暂的，表明不同的机制在起作用。

作者认为，热层带状风（东西向）的变化是造成地区间差异的一个原因。另一个因素是磁偏角的差异；在偏角较大的地区，地带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，以确定这些因素对极地平流层事件和对面半球的近地空间之间的联系的确切程度。鉴于南极平流层的相对稀少和南半球电离层数据的稀少，这些研究仍然是一个挑战。