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Articoli scientifici

Nuovo ciclo climatico di 60 anni causato dagli effetti dell'Attività Solare e dei Raggi Cosmici

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Correlazioni allo stato di un vortice ciclonico che si forma nella stratosfera polare

1 23 settembre 2013 Nuovo ciclo climaticoUn articolo, pubblicato in Advances Space Research, trova una possibile ragione per cui gli effetti dell'attività solare e i raggi cosmici galattici, sulla circolazione atmosferica più bassa, possono variare nel tempo, a causa di un ciclo naturale di 60 anni del vortice polare stratosferico.

Secondo gli autori, " 60 anni di oscillazioni in ampiezza e segno dell'attività solare / effetti dei Raggi Cosmici galattici sulla pressione troposferica, sono strettamente correlati allo stato di un vortice ciclonico che si forma nella stratosfera polare. L'intensità del vortice è stato scoperto rivelare un ciclo di circa 60 anni che va ad interessare l'evoluzione della circolazione atmosferica su larga scala, e il carattere dell'attività solare / ed effetti dei raggi cosmici galattici.

"Lo studio è uno dei primi a collegare gli effetti dell'attività solare e i GCRs con un noto ciclo climatico di 60 anni."

Stratospheric Polar Vortex as a Possible Reason for Temporal Variations of Solar Activity and Galactic Cosmic Ray Effects on the Lower Atmosphere Circulation.

Estratto:

Sono stati studiati i possibili motivi di una instabilità temporale con effetti a lungo termine dell'attività solare (SA) e dei raggi cosmici galattici (GCR) sulle variazioni nella circolazione della bassa atmosfera. E 'stato dimostrato che, le precedenti rilevazioni nelle oscillazioni di 60 anni abbinate all'ampiezza e segno dell'attività solare /effetti dei Raggi Cosmici Galattici sulla pressione troposferica alle medio e alte latitudini (Veretenenko e Ogurtsov, Adv.Space Ris., 2012), sono strettamente correlate allo stato di un vortice ciclonico che si forma nella stratosfera polare.

L'intensità del vortice rivela una periodicità di circa 60 anni che interessa l'evoluzione della circolazione atmosferica su larga scala e il carattere dell'attività solare / ed effetti dei raggi cosmici galattici. Un'intensificazione sia degli anticicloni Artici che dei cicloni alle medie latitudini, è associato ad un aumento dei flussi GCR, e minimi dei cicli solari di 11 anni che si osservano nelle epoche con un forte vortice polare. Nelle epoche di un debole vortice polare, gli effetti SA / GCR sullo sviluppo dei sistemi barici alle latitudini medie e superiori sono stati osservati per cambiare di segno. I risultati ottenuti dimostrano che il meccanismo di attività solare e le influenze dei raggi cosmici sulla circolazione nella bassa atmosfera comportano cambiamenti nella evoluzione del vortice polare stratosferico.

Le figure e le tabelle di questo articolo:

2 23 settembre 2013 Nuovo ciclo climatico

Fig. 1. a) Distribuzione delle temperature medie mensili nella stratosfera dell'emisfero settentrionale al livello di 20 hPa nel gennaio 2005. L'asterisco indica la minima temperatura al centro del vortice. b) distribuzione delle grandezze del gradiente geotermico a 20 hPa nel gennaio 2005. La curva nera collega i punti del valore massimo nel gradiente di temperatura a data latitudine.

3 23 settembre 2013 Nuovo ciclo climaticoFig. 2.  a) variazioni Temporali nei coefficienti di correlazione tra i valori annuali di pressione troposferica a latitudini elevate (60-85 ° N) e le caratteristiche SA / GCR per intervalli di 15 anni: le linee solide e tratteggiate mostrano R (SLP, Rz) e R (GPH700, NM), rispettivamente. b) Anomalie (deviazioni dalla media climatica) della differenza annuale media delle altezze zonali gp e AH tra le latitudini 40 ° N e 65 per il livello di 500 hPa. c) Le anomalie (deviazioni dalla media climatica) della temperatura stratosferica media annuale al livello di 50 hPa nella regione alle alte latitudini 60-90 ° N. d) le frequenze annue di occorrenza (numero dei giorni in un anno) delle principali forme della circolazione su vasta scala secondo la classificazione Vangengeim-RGI  (15 anni di esecuzione media). Le linee tratteggiate verticali indicano gli anni delle inversioni di correlazione. Le linee spesse a pannelli b) e c) mostrano il 3 ° ordine polinomiale che si adatta ai dati.

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Fig. 3. Distribuzione dei coefficienti di correlazione R (GPH700, NM) tra pressione troposferica e l'intensità GCR (a sinistra) e la loro significatività statistica (a destra) per i periodi di forte (a) e debole (b) vortice polare. Le curve 1 e 2 indicano le posizioni climatiche dei fronti artici nei mesi da gennaio a luglio, rispettivamente. Allo stesso modo, le curve 3 e 4 indicano le posizioni climatiche dei fronti polari. I livelli di fiducia sono mostrati in scala di grigio: 0.9 (aree nere), 0.95 (aree grigie scure), 0.97 (zone grigie), 0,98 (le aree di colore grigio chiaro) e 0,99 (area interna bianca).

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Fig. 4. a) valori annuali dell'indice NAM / AO (Li e Wang, 2003). b) lo spettro di Fourier dell'indice NAM / AO; c) valori annuali del numero di macchie solari. le linee grigie indicano le tendenze lineari; la striscia continua e spessa (a) mostra il 6 ° ordine polinomiale degli indici NAM / AO; la linea tratteggiata (b) mostra il 6 ° ordine polinomiale in forma di numero di macchie solari nei massimi del ciclo solare di 11 anni.

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Fig. 5. a) Anomalie della pressione a livello del mare e la temperatura superficiale nella regione artica, i dati di temperatura sono presi da Frolov et al. (2009). Le linee spesse indicano le medie correnti di 15 anni. b) lievi variazioni di orario dei coefficienti di correlazione tra i valori annuali di pressione troposferica alle alte latitudini e le caratteristiche SA / GCR per intervalli di 15 anni, le linee solide e tratteggiate mostrano R (SLP, Rz) e R (GPH700, NM), rispettivamente. Linee tratteggiate verticali mostrano le transizioni tra fasi positive e negative della oscillazione artica.

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Fig. 6. Gli spettri di Fourier SLP (a) e temperatura (b) anomale nella regione artica, la frequenza di occorrenza della circolazione meridionale di tipo C (c), e coefficienti di correlazione R (SLP, Rz) tra SLP alle alte latitudini ( 60-85 ° N) e il numero di macchie solari relative (d). i Livelli di fiducia sono calcolati per un rumore periodico rosso con AR (1) coefficiente = 0,3 (a), 0.65 (b) 0,4 (c).

8 23 settembre 2013 Nuovo ciclo climatico

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