Кредит: Научные отчеты (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-47605-8
Группа исследования космического климата в Университете Оулу, Финляндия, уже довольно давно изучает влияние осадков энергетических частиц из космоса, более известных как северное сияние или северное сияние, на зимние изменения погоды. Северное сияние — это не только красивое световое явление, оно также включает в себя химические изменения, которые зимой приводят к истощению озона высоко в полярной стратосфере.
Истощение озона, вызванное энергичными частицами, усиливает полярный вихрь — сильный ветер, который дует с запада на восток вокруг полярного региона в зимний сезон. Усиленный полярный вихрь также усиливает западные ветры на поверхности, вызывая мягкую зиму в Северной Европе и, в частности, в Финляндии.
«С другой стороны, зимой со слабыми осадками полярный вихрь может ослабнуть и даже полностью разрушиться, позволяя холодному арктическому воздуху течь на юг. Именно тогда Финляндия и Северная Европа обычно испытывают похолодания, как этой зимой», — говорит Доцент Тимо Асикайнен.
«Полярный вихрь уже однажды разорвался этой зимой и, по прогнозам, разорвется снова в ближайшие выходные. Наши собственные модели предсказали вероятный разрыв полярного вихря зимой еще прошлым летом».
Опыт показывает, что, особенно в Финляндии, потребление электроэнергии и, в более общем плане, энергии, используемой для отопления, во многом зависит от погоды. Возникает вопрос: насколько сильно высыпание частиц из космоса может повлиять на потребление электроэнергии через полярный вихрь? Недавнее исследование группы по космическому климату Университета Оулу стало первым исследованием, посвященным этому вопросу.
Исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports, выявило значительное влияние осадков на зимние температуры в Финляндии и на зависящую от температуры часть потребления электроэнергии в зимний период (январь – март).
Общее ежемесячное потребление электроэнергии в Финляндии с 1990 по 2021 год (синий) и нормированные значения (красный). Зеленая кривая показывает нормализованные значения ежемесячного потребления электроэнергии без учета тренда (линейный тренд удален из каждого месяца отдельно), использованные в анализе. Кредит: Научные отчеты (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-47605-8
В лучшем случае изменчивость, связанная с выпадением энергетических частиц, составляла около 14% среднего уровня потребления электроэнергии в Финляндии зимой и объясняла до 50% межгодовых изменений в потреблении электроэнергии.
«Наиболее значительный результат исследования показал, что выпадение частиц или геомагнитная активность, как ее заместитель, существенно влияет на зимние температуры в Финляндии и потребление электроэнергии через полярный вихрь: сильные выпадения частиц соответствуют более высоким зимним температурам и более низкому потреблению электроэнергии, и наоборот », — говорит Веера Юнтунен, докторант-исследователь.
В исследовании использовалась обширная статистика потребления электроэнергии с 1990-х годов по сегодняшний день, предоставленная Финской энергетической ассоциацией. «Из этих данных нам пришлось тщательно удалить изменения, не связанные с температурой. Это затем выявило влияние осаждения частиц на температуру и потребление электроэнергии», — говорит Юнтунен.
Связь действовала с 1950-х годов по настоящее время, но что интересно, только зимой, когда экваториальные стратосферные ветры, так называемые ветры QBO, дуют с востока.
«Этот эффект КДК уже наблюдался в предыдущих исследованиях и связан с тем, что при восточном ветре КДК крупномасштабные атмосферные волны, так называемые планетарные волны, направляются из нижних слоев атмосферы в полярную стратосферу. Там вместе с выпадением частиц они создают наблюдаемый эффект на полярный вихрь», — объясняет Асикайнен.
Исследование раскрывает интересное новое социальное влияние космической погоды. Учет выпадения частиц из космоса может помочь спрогнозировать зимние температуры и потребление электроэнергии, в лучшем случае, на несколько месяцев или даже лет вперед, если мы научимся лучше прогнозировать выпадение частиц в более длительных временных масштабах, чем сейчас.
Информация от: Университетом Оулу
