导读 芬兰奥卢大学的空间气候研究小组长期以来一直在研究来自太空的高能粒子降水(通常称为北极光或北极光)对冬季天气变化的影响。北极光不仅是一...

芬兰奥卢大学的空间气候研究小组长期以来一直在研究来自太空的高能粒子降水(通常称为北极光或北极光)对冬季天气变化的影响。北极光不仅是一种美丽的光现象，而且还涉及导致冬季极地平流层高处臭氧消耗的化学变化。

高能粒子引起的臭氧消耗加剧了极地涡旋，这是冬季极地地区从西向东吹的强风。极地涡旋的增强还增强了地表的西风，使北欧特别是芬兰出现了温和的冬季。

“另一方面，在颗粒降水较弱的冬季，极地涡旋会减弱甚至完全崩溃，使北极冷空气向南流动。芬兰和北欧通常会在这个时候经历寒流，就像今年冬天一样，”他说。蒂莫·阿斯凯宁副教授。

“极地涡旋在今年冬天已经破裂过一次，预计将在下周末再次破裂。我们自己的模型已经在去年夏天预测了极地涡旋可能会在冬季破裂。”

经验表明，特别是在芬兰，电力消耗以及更一般而言用于取暖的能源消​​耗在很大程度上取决于天气。这就提出了一个问题：来自太空的粒子降水对极涡的电力消耗有多大影响?奥卢大学空间气候小组最近的一项研究首次解决了这个问题。

这项发表在《科学报告》上的研究发现，颗粒降水对芬兰冬季气温以及冬季(一月至三月)电力消耗中与温度相关的部分有显着影响。

芬兰1990年至2021年的每月总用电量(蓝色)和标准化值(红色)。绿色曲线显示分析中使用的标准化去趋势每月用电量值(分别从每个月中删除线性趋势)。图片来源：科学报告(2023)。doi：10.1038/s41598-023-47605-8

在最好的情况下，与高能粒子降水相关的变化约为芬兰冬季平均用电量的14%，并解释了高达50%的用电量的年际变化。

“该研究最重要的结果表明，颗粒降水或作为其代表的地磁活动，通过极地涡旋显着影响芬兰的冬季气温和电力消耗：强颗粒降水对应于冬季气温较高和电力消耗较低，反之亦然”，博士研究员veerajuntunen说道。

该研究使用了芬兰能源协会从20世纪90年代至今的综合用电量统计数据。“从这些数据中，我们必须小心地消除与温度无关的变化。这随后揭示了颗粒降水对温度和电力消耗的影响，”juntunen说。

这种联系从20世纪50年代至今一直有效，但有趣的是，仅在冬季赤道平流层风(即所谓的qbo风)从东面吹来时有效。

“这种qbo效应在之前的研究中已经被观察到，并且与以下事实有关：当qbo风为东风时，大规模的大气波，即所谓的行星波，从低层大气被引导到极地平流层。在那里，它们与颗粒降水一起对极地涡旋产生了观察到的影响，”阿斯凯宁解释道。

这项研究揭示了太空天气的一个有趣的新社会影响。如果我们学会如何在比现在更长的时间尺度上更好地预测颗粒降水，那么考虑到来自太空的颗粒降水可能有助于预测冬季温度和电力消耗，在最好的情况下，可以提前几个月甚至几年。