Forscher, die „nachtglänzende“ Wolken untersuchten, fanden etwas, wonach sie nicht einmal suchten: Fernverbindungen in der Erdatmosphäre, die sich vom Nordpol bis zum Südpol und wieder zurück erstrecken
Die Erdpole sind durch vier Ozeane, sechs Kontinente und mehr als 20.000 Seemeilen voneinander getrennt.
Es stellt sich heraus, dass das nicht so weit auseinander liegt.
Neue Daten der NASA-Raumsonde AIM haben „Fernverbindungen“ in der Erdatmosphäre gezeigt, die sich vom Nordpol bis zum Südpol und wieder zurück erstrecken und Wetter und Klima enger verbinden, als es die einfache Geographie vermuten lässt.
Cora Randall, Mitglied des AIM-Wissenschaftsteams und Vorsitzende der Abteilung für Atmosphärische und Ozeanische Wissenschaften an der Universität von Colorado, sagt beispielsweise: „Wir haben festgestellt, dass die Winterlufttemperatur in Indianapolis, Indiana, gut mit der Häufigkeit von Nachtleuchtmitteln korreliert Wolken über der Antarktis. "
Nachtleuchtende Wolken oder „NLCs“ sind die höchsten Wolken der Erde. Sie bilden sich am Rande des Weltraums 83 km über den Polarregionen unseres Planeten in einer Schicht der Atmosphäre, der Mesosphäre. Gesät von "Meteorrauch", bestehen NLCs aus winzigen Eiskristallen, die elektrisch blau leuchten, wenn das Sonnenlicht durch ihre Wolkendecken fällt.
Mit freundlicher Genehmigung von Brian Whittaker über die NASA
AIM wurde 2007 ins Leben gerufen, um diese „nachtleuchtenden“ Wolken zu untersuchen, ihre Entstehung zu entdecken und mehr über ihre innere Chemie zu erfahren. Wie so oft fanden Forscher bei der Erforschung des Unbekannten jedoch etwas, wonach sie nicht einmal suchten: Fernverbindungen.
"Es war eine Überraschung", sagt James Russell, Professor für Atmosphären- und Planetenwissenschaften an der Hampton University, Principal Investigator der AIM-Mission. „Vor Jahren, als wir die AIM-Mission planten, konzentrierten wir uns auf eine enge Schicht der Atmosphäre, in der sich NLCs bilden. Jetzt stellen wir fest, dass diese Schicht Hinweise auf Fernverbindungen in der Atmosphäre zeigt, die weit entfernt von den NLCs selbst liegen. “
Eine dieser Fernverbindungen verbindet die arktische Stratosphäre mit der antarktischen Mesosphäre.
„Stratosphärische Winde über der arktischen Kontrollzirkulation in der Mesosphäre“, erklärt Randall. „Wenn sich die Winde in der nördlichen Stratosphäre verlangsamen, wird die südliche Mesosphäre durch einen Welleneffekt rund um den Globus wärmer und trockener, was zu weniger NLCs führt. Wenn der Nordwind wieder aufkommt, wird die südliche Mesosphäre kälter und feuchter und die NLCs kehren zurück. “
Die Winterlufttemperatur in Indianapolis korreliert mit der Häufigkeit nachtleuchtender Wolken über der Antarktis. Mehr
In diesem Januar, einer Jahreszeit, in der südliche NLCs normalerweise häufig vorkommen, beobachtete das AIM-Raumschiff einen plötzlichen und unerwarteten Rückgang der Wolken. Interessanterweise waren die Winde in der arktischen Stratosphäre etwa zwei Wochen zuvor stark gestört, was zu einem verzerrten Polarwirbel führte.
"Wir glauben, dass dies einen Welleneffekt ausgelöst hat, der zu einem Rückgang der nachtleuchtenden Wolken auf halbem Weg um die Welt geführt hat", sagt Laura Holt vom Labor für Atmosphären- und Weltraumphysik der Universität von Colorado. "Dies ist derselbe Polarwirbel, der in diesem Winter für Schlagzeilen gesorgt hat, als Teile der USA unter Kälte und Eis litten."
Holt schaute sich die meteorologischen Daten genau an und stellte fest, dass tatsächlich ein statistischer Zusammenhang zwischen dem Winterwetter in den USA und dem Rückgang der nachtleuchtenden Wolken über der Antarktis bestand.
"Wir haben Indianapolis als Beispiel gewählt, weil ich eine Familie habe, die dort lebt", sagt Randall, "aber das gleiche galt für viele nördliche Städte: Die Kaltlufttemperaturen am Boden korrelierten zwei Wochen später mit den NLC-Frequenzen hoch über der Antarktis", sagte sie sagt.
Die zweiwöchige Verzögerung gibt an, wie viel Zeit das Fernverbindungssignal benötigt, um sich durch drei Schichten der Atmosphäre (Troposphäre, Stratosphäre und Mesosphäre) und von Pol zu Pol auszubreiten.
Es ist ein kompliziertes Thema, aber so viel ist klar: "NLCs sind eine wertvolle Ressource für das Studium von Fernverbindungen in der Atmosphäre", sagt Russell, "und wir fangen gerade erst an."