12ο Hel.A.S υνέδριο Θεςςαλονίκη, 28 Ιουνίου - 2 Ιουλίου, 2015 Συςχϋτιςη ανϊμεςα ςε Ηλιακϊ Ενεργειακϊ Σωματιδιακϊ φαινόμενα και ςτην επιφανειακό θερμοκραςύα τησ Γησ ςτισ βορειο-ανατολικϋσ ΗΠΑ Γ. Αναγνωςτόπουλοσ 1,.Α. Μενεςίδου 1, Β.Γ. Βαςιλειάδησ 2* και A. Ρήγασ 1 1 Σμόμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Τπολογιςτών Δημοκρύτειο Πανεπιςτόμιο Θρϊκησ, 2 IBM Research Ζυρύχη Περύληψη: Η επιρροό του διαςτημικού καιρού ςτον ατμοςφαιρικό καιρό και ςτο κλύμα τησ Γησ εύναι ϋνα ςημαντικό επιςτημονικό ζότημα με ευρύ κοινωνικό ενδιαφϋρον. ε αυτόν την μελϋτη παρουςιϊζουμε, για πρώτη φορϊ, ςτατιςτικϊ αποτελϋςματα κατϊ τη διϊρκεια 28 ιςχυρών Διαπλανητικών τεμματικών Εκπομπών Μϊζασ (ICMEs ςτο εξόσ) που παρατηρόθηκαν ανϊμεςα ςτα ϋτη 1997 Μϊιο,2015, τα οπούα επιβεβαιώνουν μύα ιςχυρό ςυςχϋτιςη αναμεςϊ ςτην ηλιακό δραςτηριότητα και την θερμοκραςύα T M ςτισ ανατολικϋσ ΗΠΑ (Madison, Wisconsin). υγκεκριμϋνα βρόκαμε ότι: (α) κατϊ τη διϊρκεια χρονικόσ περιόδου 15 ημϋρων (ημϋρα=-7 μϋχρι ημϋρα=+7) με επύκεντρο ςτην ημϋρα D 0 των ICMEs αφύξεων ςτην Γη, η θερμοκραςύα (T M) ςτο Madison παρουςιϊζει μϋγιςτεσ τιμϋσ γύρω από (+/- 1 μϋρα) ό μετϊ την μϋρα D 0 ςτο 89,2% των περιπτώςεων που εξετϊςθηκαν, (β) οι ροϋσ υψηλοενεργειακών προτωνύων ηλιακόσ προϋλευςησ (1880-4700 kev) (HESP), παρουςιϊζουν μύα πολύ μεγαλύτερη ςυςχϋτιςη με την θερμοκραςύα T M ςυγκριτικϊ με τα μαγνητοςφαιρικϊ 68-115 kev ιόντα και 38-53 kev ηλεκτρόνια, πριν την ϊφιξη τησ ICME, (γ) η ϊνοδοσ τησ θερμοκραςύασ ςτην ημϋρα D 0 ςυςχετύζεται (r = 0.8,p < 0.001) ιςχυρϊ με την χρονικό διϊρκεια των HESP γεγονότων, (δ) η αύξηςη τησ θερμοκραςύασ κατϊ τη διϊρκεια των περιπτώςεων που εξετϊςθηκαν παρουςιϊζει ιςχυρό και μεγϊλου βαθμού ςυςχϋτηςη με την αύξηςη τησ ροόσ του HESP, εντόσ ~1 ημϋρασ (r = 0.9,p < 0.001), (ε) ροϋσ θερμού αϋρα από την νότια κατεύθυνςη ςυνδϋει τισ ροϋσ HESP και την αύξηςη τησ θερμοκραςύασ T M, και (ζ) η αύξηςη τησ θερμοκραςύασ T M κατϊ τη διϊρκεια των HESP ςυμβϊντων παρουςιϊζει ϋναν μϋςο ρυθμό 2 C/ημέρα (εξετϊςθηκαν 28 γεγονότα). υμπεραύνουμε ότι τα γεγονότα HESP που προηγούνται των ιςχυρών ICMEs που εξετϊςθηκαν ςε αυτόν την μελϋτη επηρεϊζουν την θερμοκραςύα T M ςτην ανατολικό Αμερικό κατϊ τη διϊρκεια τησ χειμερινόσ περιόδου, με μύα γρόγορη (~1 day) ανταπόκριςη λόγω ρευμϊτων αϋρα βόρειασ κατεύθυνςησ από το Ρεύμα του Κόλπου (Gulf Stream). 1 Ειςαγωγό Ένα αυξανόμενο ςύνολο αποδεικτικών ςτοιχεύων υποδεικνύουν ότι παροδικϊ φαινόμενα ςτον Ήλιο επηρεϊζουν τον καιρό μασ και μακροπρόθεςμεσ μεταβολϋσ τησ εκλυόμενησ ενϋργειασ του Ήλιου επηρεϊζουν το κλύμα μασ. Επύγειεσ ηλιακϋσ εξερευνόςεισ μπορούν να βοηθόςουν ςτον προςδιοριςμό των ςχϋςεων των φυςικών αιτιών και των αντύςτοιχων επιδρϊςεων ανϊμεςα ςτην ηλιακό δραςτηριότητα και τισ επύγειεσ αποκρύςεισ τησ. Όταν αυτϋσ οι ςχϋςεισ κατανοηθούν η επιςτόμη θα κατϋχει ϋναν ουςιαςτικό ρόλο ςτην καιρικό και κλιματικό πρόβλεψη. Αυτό η δόλωςη όταν απόςπαςμα από μια πρώιμη πρόταςη του R.D. Chapman που υπϋβαλε ςτην NASA [1]. Έκτοτε, και ςυγκεκριμϋνα δυο δεκαετύεσ αργότερα, ϋχει ςυγκεντρωθεύ πληθώρα αποδεύξεων για τη ςυςχϋτηςη τησ 1
ηλιακόσ δραςτηριότητασ και τισ μεταβολϋσ ςτην ιονόςφαιρα και ςτην ατμόςφαιρα τησ Γησ. Περαιτϋρω βελτιώςεισ *Δοςλειά πος διεξήγαγε παπαβπιζκόμενορ ζηο Δημοκπίηειο Πανεπιζηήμιο Θπάκηρ Διϊγραμμα 1: Σα χρονικϊ προφύλ τησ (a) θερμοκραςύασ ςτο Madison, Winsconsin (b) τησ κατεύθυνςησ του ανϋμου ςτην ιδιϊ πόλη, (c) των ροών ενεργειακών πρωτονύων και ηλεκτρονύων που παρατηρόθηκαν από το διαςτημόπλοιο ACE και (d) των τιμών του γεωμαγνητικού δεύκτη Dst, κατϊ τη διϊρκεια 3-31 Μαρτύου, 2015. Αποδεικνύεται ότι το προφύλ τησ θερμοκραςύασ (πλαύςιο a) μοιϊζει με αυτό του υψηλόσ ενϋργειασ ηλιακού πρωτονύου P8 (κόκκινεσ καμπύλεσ). Διϊγραμμα 2: Οι εκτιμόςεισ του ςυντελεςτό δια-ςυςχϋτιςησ r για καθυςτερόςεισ (lag) k = 0,±1,...,±7 ανϊμεςα ςτισ ημερόςιεσ τιμϋσ του λογϊριθμου των τιμών τησ ροόσ του πρωτονύου P8 και τησ T M θερμοκραςύασ από τισ 6 ϋωσ 16, Μαρτύου 2015. Οι ςυμπαγεύσ μαύρεσ γραμμϋσ αντιπροςωπεύουν το αςυμποτικό 95% όριο βεβαιότητασ του εκτιμώμενου ςυντελεςτό. Σα πολύ μεγϊλα r για καθυςτϋρηςη=0 επιβεβαιώνουν και εξηγούν την ςημαντικό ομοιότητα των P8 και T M καμπυλών που φαύνονται ςτη Εικόνα 1. ςτην πρόβλεψη Καιρικών/Κλιματικών αλλαγών θα μπορούςε να βοηθόςει ςτην υγειϊ και την ζωό των ανθρώπων, και ςυγκεκριμϋνα κατϊ τη διϊρκεια ακραύων ατμοςφαιρικών φαινομϋνων, τα οπούα ϋχουν κϊποια εξϊρτηςη από τον διαςτημικό καιρό [2, 3]. Τπϊρχουν πολλϋσ αναφορϋσ για την αρχό τησ διαςτημικόσ εποχόσ οι οπούεσ υποδηλώνουν μια ςυςχϋτιςη των ηλιακών εκλϊμψεων με τισ βαθμύδεσ πύεςησ ςτην ατμόςφαιρα, εντόσ 2-3 ημερών η λιγότερο(< 6ώ) [4]. Σισ δύο τελευταύεσ δεκαετύεσ, ϋχει δοθεύ μεγϊλη ϋμφαςη ςτισ τϊςεισ του κλύματοσ του ηλιακού κύκλου για νεφώδεισ, ςτρατοςφαιρικϋσ αλλαγϋσ, πολικϋσ θερμοκραςύεσ και ανϋμουσ, όπωσ επύςησ ςτην θϊλαςςα και ςτην επιφανειακό θερμοκραςύα [4]. Οι περιςςότερεσ από αυτϋσ τισ μετεωρολογικϋσ μεταβολϋσ ϋχουν ςυζητηθεύ με όρουσ ηλιακόσ ακτινοβολύασ, ωσ την αύτια τουσ, αλλϊ πρόςφατα ενεργειακϊ ςωματύδια τα οπούα οδηγούν ςε δυναμικϋσ αλλαγϋσ την ατμόςφαιρα παρουςιϊζονται να εύναι εξύςου ϋντονα με αυτϊ που ανακύπτουν από τισ παραλλαγϋσ ςτην ηλιακό ακτινοβολύα. ε αυτϋσ τισ μελϋτεσ, τα ηλιακϊ ςωματύδια θεωρόθηκαν πωσ επηρεϊζουν την ατμόςφαιρα μϋςω μιασ αργόσ καταλυτικόσ διαδικαςύασ καταςτροφόσ του όζοντοσ. Όμωσ, ςε πρόςφατεσ μελϋτεσ για την υπϋρκαταιγύδα του Μϊρτιου του 2012 [2], τα φαινόμενα ηλιακών και μαγνητόςφαιρικών ςωματιδύων φϊνηκε να ελϋγχουν ακραύα καιρικϊ φαινόμενα ςε όλο τον κόςμο, και ςυγκεκριμϋνα το 12ο Hel.A.S υνέδριο 2
ιςτορικό κύμα θερμότητασ ςτισ ανατολικϋσ ΗΠΑ/Καναδϊ, μϋςω μιασ ταχεύασ (~1 ημϋρασ) διαδικαςύασ. Κατϊ τη διϊρκεια του Ηλιακού Ενεργειακού ωματιδιακού γεγονότοσ (SEP), ηλιακϊ πρωτόνια πολύ υψηλόσ ενϋργειασ ( 6 GeV), παρατηρόθηκαν από τον δορυφόρο PAMELA, τα οπούα φαύνεται να επηρεϊζουν ϋντονα τισ ατμοςφαιρικϋσ ςυνθόκεσ (Αναγνωςτόπουλοσ et al., 2015: εργαςύα προσ δημοςύευςη). την παρούςα εργαςύα παρουςιϊζουμε ςτατιςτικϊ αποτελϋςματα τα οπούα υποςτηρύζουν ςε μεγϊλο βαθμό την υπόθεςη ότι ηλιακϊ πρωτόνια υψηλόσ ενϋργειασ (1880-4700 kev) τα οπούα καταφθϊνουν ςτο περιβϊλλον τησ Γησ κατϊ τη διϊρκεια ηλιακόσ δραςτηριότητϊσ επηρεϊζουν ςε μεγϊλο βαθμό την επιφανειακό θερμοκραςύα ςτισ βορειανατολικϋσ ΗΠΑ, μϋςω μιασ ταχεύασ διαδικαςύασ, εντόσ ~ 1 ημϋρασ. 2 Ανϊλυςη Δεδομϋνων Με ςκοπό να ελϋγξουμε την πιθανώσ μόνιμη ςύνδεςη μεταξύ τησ υψηλόσ ηλιακόσ δραςτηριότητασ και τησ θερμοκραςύασ ςτισ βορειοανατολικϋσ ΗΠΑ, επιλϋξαμε τισ καταιγύδεσ/υπερκαταιγύδεσ που ςχετύζονται με ICME με ϋνα δεύκτη Dst τόςο χαμηλό οςο Dst 150nT, από την ϋναρξη τησ αποςτολόσ του ACE (1997) μϋχρι τον Μϊιου του 2015. Χρηςιμοποιώντασ ϋναν κατϊλογο ICMEs γεγονότων [http://www.srl.caltech.edu/ace/asc/data/level3/icmetable2.htm], βρόκαμε 28 HESP γεγονότα να ικανοποιούν τα κριτόρια τησ εργαςύασ μασ και πραγματοποιόςαμε μια πλόρη ανϊλυςη 26 αυτών, λόγω ελλεύψεων ςτα δεδομϋνα για 2 γεγονότα. την ςυνϋχεια ςυγκρύναμε την πιθανό ςυςχϋτιςη μεταξύ των HESP γεγονότων που παρατηρόθηκαν από τον δορυφόρο EPAM/ACE [http://www.srl.caltech.edu/ace/asc/level2/lvl2data EPAM.html] πριν την ϊφιξη των ICMEs με το ιςτορικό τησ θερμοκραςύασ του Madison, Wisconsin. το διϊγραμμα 1 παρουςιϊζουμε ϋνα αντιπροςωπευτικό HESP γεγονόσ από την λύςτα των 28 γεγονότων που εξεταςθόκαν. υγκεκριμϋνα, το διϊγραμμα 1 δεύχνει τα χρονικϊ προφύλ τησ μϋγιςτησ ημερόςιασ τιμόσ τησ θερμοκραςύασ TM ςτο Madison (πλαύςιο a), την κατεύθυνςη του ανϋμου ςτην ύδια πόλη (πλαύςιο b), τισ ροϋσ ενεργητικών (38-53 kev; DE1 channel) ηλεκτρονύων, χαμηλόσ (68-115 kev; P1 κανϊλι) και υψηλόσ (1880-4700 kev; P8 κανϊλι) ενϋργειασ πρωτονύων τα οπούα κατϋφθαςαν από την κατεύθυνςη του ηλύου και που παρατηρόθηκαν από το διαςτημόπλοιο ACE ϋξω από την μαγνητόςφαιρα τησ Γησ (πλαύςιο c) και του γεωμαγνητικού δεύκτη Dst (πλαύςιο a), για την χρονικό περύοδο 3-31 Μαρτύου 2015: Οι χρονικϋσ ςειρϋσ του διαγρϊμματοσ 1 ϋχουν επικεντρωθεύ γύρω από την χρονικό περύοδο τησ ιςχυρόσ (G4) καταιγύδασ τησ 17 Μϊρτιου που πυροδοτόθηκε από την εντονότερη CME του 24 ου ηλιακού κύκλου (ςημειώνεται ότι oι τιμϋσ του δεύκτη Dst την 17 η μϋρα ϋφταςαν τόςο χαμηλϊ όςο -223nT). υγκρύνοντασ τα προφύλ τησ ροόσ των ενεργητικών ςωματιδύων του ACE με το προφύλ τησ θερμοκραςύασ T M, παρατηρούμε : (α) μια μεγϊλη ομοιότητα, ςυγκεκριμϋνα, αναμεςϊ ςτα προφύλ του P8 M και του T και (β) μια ςταδιακό αύξηςη των τιμών τησ ροόσ του P8 και του T M από την ημϋρα 6 ϋωσ την ημϋρα 16 (την ημϋρα πριν την ϊφιξη τησ ICME). Περαιτϋρω ςύγκριςη αναμεςϊ ςτα πλαύςια a-c και b επιδεικνύουν ότι κατϊ τη διϊρκεια τησ ςταδιακόσ αύξηςη ων ενεργειακών πρωτονύων ςτον ACE και τησ θερμοκραςύασ ςτο Madison, οι ϊνεμοι δεύχνουν μια ροό από την νότια κατεύθυνςη (ημϋρα 6-16:μεγαλο κόκκινο ορθογώνιο πλαύςιο b). Αντιθϋτωσ, παρατηρούμε ότι πριν την 6 ημϋρα (ημϋρεσ 4-5) και μετϊ την 16 ημϋρα (ημϋρεσ 17-19), τόςο η ροό πρωτονύων P8 οςο και η θερμοκραςύα T M ςτο Madison παρουςιϊζουν χαμηλϋσ τιμϋσ, οι οπούεσ ςυνοδευτόκαν με ροό αϋρα από βόρειεσ κατευθύνςεισ (πρϊςινο ορθογώνιο).σα παραπϊνω δεδομϋνα υποδεικνύουν μια καλό ςυςχϋτιςη αναμεςϊ ςτην ροό των HESP και τησ θερμοκραςύασ ςτο Madison πριν την ICME ςτισ 17 Μαρτιου,2015, το οπούο παρατηρόθηκε κατϊ τη διϊρκεια μετατοπύςεων θερμού αϋρα από το Ρεύμα του Κόλπου (Gulf Stream). το διϊγραμμα 2 παρουςιϊζουμε τισ εκτιμόςεισ του ςυντελεςτό δια-ςυςχϋτιςησ αναμεςϊ ςτον λογϊριθμο των τιμών τησ ροόσ των P8 πρωτονύων και τησ θερμοκραςύα T M από την ημϋρα 6 ϋωσ την ημϋρα 16 (διϊγραμμα 1) και για υςτερόςεισ (lags) = 0,±1,...,±7. Σα μϋγιςτα και ελϊχιςτα όρια βεβαιότητασ ςυμβολύζονται με ϋντονεσ μαύρεσ γραμμϋσ. Βρόκαμε μια πολύ ςημαντικό θετικό 12ο Hel.A.S υνέδριο 3
Διϊγραμμα 3: Η κατανομό των SEP ςυμβϊντων με μια χρονικό καθυςτϋρηςη τ αναμεςϊ ςτισ μϋρεσ με την μϋγιςτη θερμοκραςύα T M ςτο Madison και ςτην μϋγιςτη ροό ηλιακών πρωτονύων υψηλόσ ενϋργειασ P8, κατϊ την διϊρκεια μιασ περιόδου 15 ημϋρων με επύκεντρο την ημϋρα του ΙCME. O μεγϊλοσ αριθμόσ των μη αρνητικών τιμών υποδηλώνει ότι η μϋγιςτη θερμοκραςύα T M ςυμπύπτει ό ακολουθεύ το ηλιακό πρωτονύων P8. Διϊγραμμα 4: Αύξηςη την επιφανειακόσ θερμοκραςύασ TM κατϊ τη διϊρκεια SEP φαινομϋνων ςυναρτόςει των διαρκειών τ, κατϊ τισ «χειμερινϋσ» (a) και «θερινϋσ» (b) περιόδουσ. Κατϊ τισ «χειμερινϋσ» περιόδουσ εκτιμόθηκε μια μεγϊλη και ςημαντικό (r = 0.8, p < 0.001) ςυςχϋτιςη. ςυςχϋτιςη για καθυςτερόςεισ -1, 0 και 1. Ιδιαύτερα για καθυςτϋρηςη = 0 ο ςυντελεςτόσ δια-ςυςχϋτιςησ παύρνει την μϋγιςτη τιμό του r = 0,907 με s.e. = 0.277(p < 0.001). Αυτό ςημαύνει πωσ κϊνεισ θα ϋπρεπε να παρατηρόςει μια αύξηςη τησ θερμοκραςύας T M ςε ςχϋςη με τισ προηγούμενεσ ημϋρεσ μϋχρισ ότου την επόμενη ημϋρα μιασ ανϊλογησ αύξηςησ ςτην ροό των πρωτονύων. Οι πολύ μεγϊλεσ τιμϋσ r με καθυςτϋρηςη = 0, επιβεβαιώνουν και εξηγούν την από μϋρα ςε μϋρα ταυτόχρονη ομοιότητα των καμπυλών τησ θερμοκραςύασ T M και τησ ροόσ των πρωτονύων P8 ςτο διϊγραμμα 1 (a, c). Σο διϊγραμμα 3 δεύχνει την κατανομό των 28 SEP φαινομϋνων με μια χρονικό καθυςτϋρηςη τ αναμεςϊ ςτη ημϋρα τησ μϋγιςτησ θερμοκραςύασ T M ςτο Madison και ςτην ημϋρα τησ μϋγιςτησ ροόσ ηλιακών πρωτονύων P8, ςε χρονικό διϊςτημα 15 ημερών με επύκεντρο την ημϋρα τησ ϊφιξησ τησ ICME. Θετικϋσ (αρνητικϋσ) χρονικϋσ καθυςτερόςεισ τ ςημαύνουν μεταγενϋςτερη (προγενϋςτερη) καταγραφό των μϋγιςτων θερμοκραςιών T M ςε ςχϋςη με την καταγραφό μϋγιςτησ ροόσ ηλιακών πρωτονύων P8. Από το διϊγραμμα 3 βλϋπουμε την πλειοψηφύα των γεγονότων να παρουςιϊζει μη αρνητικϋσ τιμϋσ, οι οπούεσ υποδηλώνουν ότι η μϋγιςτη θερμοκραςύα τησ επιφϊνεια ςυμπύπτει ( τ = 0) με ό ακολουθεύ ( τ > 0) την μϋγιςτη ροό ηλιακών πρωτονύων P8. το διϊγραμμα 4 παρουςιϊζουμε τα διαγρϊμματα διαςπορϊσ των ςυνολικών αυξόςεων τησ θερμοκραςύασ T M ϋναντι τησ διϊρκειασ των αυξόςεων τησ ροόσ των πρωτονύων P8 πριν την ϊφιξη του ICME, για την χειμερινό περύοδο (Οκτώβριοσ μϋχρι Απρύλιοσ: πλαύςιο a) και για την αϋρινη περύοδο (Μϊιοσ - επτϋμβριοσ: πλαύςιο b), αντύςτοιχα. Σο πλαύςιο a δεύχνει μια πολύ μεγϊλη ςυςχϋτιςη (r 0.8),αναμεςϊ ςτο T M και ςτο τ, η οπούα παρουςιϊζει μϋγαλο επύπεδο ςημαντικότητασ (p < 0.001). Μια γραμμικό παρεμβολό δεύχνει μια τϊςη b 2, η οπούα υποδεικνύει μια μϋςη ημερόςια αύξηςη τησ θερμοκραςύασ ςτο Madison πριν τισ μεγϊλεσ καταιγύδεσ που ςχετύζονται με ICME κατϊ τη διϊρκεια τησ χειμερινόσ περιόδου T M/ τ = 2 C/ημέρα. Από το πλαύςιο b, ςυμπεραύνουμε την απουςύα οποιαςδόποτε ςημαντικόσ ςυςχϋτιςησ αναμεςϊ TM τ κατϊ τη διϊρκεια τησ καλοκαιρινόσ περιόδου: επιπλϋον, μπορούμε να δούμε ότι χαμηλότερη αύξηςη τησ θερμοκραςύασ καταγρϊφηκε, γενικώσ, ςτην καλοκαιρινό περύοδο (πλαύςιο b) ςυγκριτικϊ με τισ διακυμϊνςεισ τησ θερμοκραςύασ κατϊ τη διϊρκεια τησ χειμερινόσ περιόδου. 12ο Hel.A.S υνέδριο 4
3 Συμπερϊςματα και Συζότηςη Σο κύριο εύρημα αυτόσ τησ μελϋτησ εύναι μύα ιςχυρό και ςτατιςτικϊ ςημαντικό ςυςχϋτιςη αναμεςϊ ςτην αύξηςη τησ θερμοκραςύασ T M ςτο Madison/Wisconsin και τησ χρονικόσ διϊρκειασ των HESP γεγονότων πριν την ϊφιξη των ICME μεταξύ 1998 Μϊιο 2015, κατϊ τη διϊρκεια των μηνών Οκτωβρύου ϋωσ Απριλύου. Ένα δεύτερο αποτϋλεςμα εύναι ότι αυτό η ςυςχϋτιςη λαμβϊνει χώρα υπό ατμοςφαιρικϋσ ςυνθόκεσ ροόσ θϋρμων αερύων μαζών από την νότια κατεύθυνςη, πρϊγμα το οπούο εμφανώσ ςχετύζεται με το Ρεύμα του Κόλπου (Gulf Stream). Έχουν προταθεύ διϊφοροι φυςικού μηχανιςμού με ςκοπό να εξηγηθούν μερικϋσ ςυνδϋςεισ αναμεςϊ ςτην υψηλό ηλιακό μαγνητοςφαιρικό δραςτηριότητα και τα SEP φαινόμενα, με επιρροό ςτισ ατμοςφαιρικϋσ ςυνθόκεσ. Σϋτοιοι μηχανιςμού ςυμπεριλαμβϊνουν ςχϋςεισ SEP γεγονότων με μεγϊλα επύπεδα ςτρατοςφαιρικόσ/τροποςφαιρικόσ βαθμύδασ πύεςησ που προκαλούν καθοδικό ροό αϋρα, μεταβολϋσ ςτα παγκόςμια ηλεκτρικϊ κυκλώματα και ςτρατοςφαιρικϋσ χημικϋσ αλλαγϋσ ςτο όζον [1]. Από την ςτιγμό που τα αποτελϋςματα τησ παρούςασ μελϋτησ ϋδειξαν ϋναν ιςχυρό ςυςχετιςμό (με ρυθμό ~1 ημϋρασ: διϊγραμμα 2), η καταλυτικό καταςτροφό του όζοντοσ, η οπούα εύναι μια αργό διαδικαςύα, δεν θα μπορούςε να εύναι το βαςικό αύτιο διακύμανςησ τησ θερμοκραςύασ που ςχετύζονται με SEP ςυμβϊντα, ςτισ βορειοανατολικϋσ ΗΠΑ (Wisconsin). Σα αποτελϋςματα τησ παρούςασ ςτατιςτικόσ μελϋτησ προτεύνουν πωσ τα νότια ρεύματα αϋρα μεςολαβούν τησ επιρροόσ των SEP φαινομϋνων με τισ διακυμϊνςεισ τησ θερμοκραςύασ ςτην επιφϊνεια (αυξόςεισ ςτισ βορειοανατολικϋσ ΗΠΑ). ε αυτό το ςημεύο να τονιςθεύ ότι κατϊ την διϊρκεια των τελευταύων μεγϊλων ICME του Μϊρτιου 2015, η θερμοκραςύα T M αυξϊνεται από -9 C μϋχρι 23 C (αύξηςη 32 C ), μόλισ μϋςα ςε 10 ημϋρεσ (6-16 Μαρτιου,2015) το οπούο ςε αυτόν την περύπτωςη υποδηλώνει μια πολύ αποτελεςματικό διαδικαςύα. Σο ερώτημα που πρϋπει να απαντηθεύ εύναι για το ποια εύναι η φυςικό ςύνδεςη αναμεςϊ ςτισ πρώτεσ SEP ςυγκρούςεισ και ςτην αύξηςη του θερμού Ρεύματοσ του Κόλπου. Παρόλο που αυτό το ερώτημα απαιτεύ περαιτϋρω εξϋταςη, αναφϋρουμε τα ακόλουθα φυςικϊ φαινόμενα: (1) Μια περιοδικότητα τησ δραςτηριότητασ του Ρεύματοσ του Κόλπου που ςχετύζεται με τον Ηλιακό κύκλο [6], (2) μια ςυςχϋτιςη ανϊμεςα ςε δραςτηριότητεσ SEP και ςτην Σαλϊντωςη του Βορεύου Ατλαντικού (ΝΑΟ), και (3) μια ςυςχϋτιςη αναμεςϊ ςτον δεύκτη NAO και ςτην θερμοκραςύα ςτην επιφϊνεια τησ θϊλαςςασ ςτην ανατολικό Αμερικό [7]. Αυτϊ τα αποτϋλεςμα πιθανότατα προτεύνουν μια φυςικό ςύνδεςη αναμεςϊ ςτην αύξηςη ροόσ των SEP / την διακύμανςη του δεύκτη NAO / ςτην επύταςη των νοτύων θερμών ροών αϋρα του Ρεύματοσ του Κόλπου και ςτην αύξηςη θερμοκραςύασ ςτισ ανατολικϋσ ΗΠΑ. Σϋλοσ, επιςημαύνουμε την γρόγορη απόκριςη (εντόσ ~1 ημϋρασ) τησ T M ςτισ διακυμϊνςεισ των HESP, το οπούο μϊλλον υποδηλώνει ότι μια μη γραμμικό διαδικαςύα ελϋγχει την αλληλουχύα των φυςικών διακυμϊνςεων που περιεγρϊφηκαν προηγουμϋνωσ. Ευχαριςτύεσ: Οι ςυγγραφεύσ ευχαριςτούν τον Δρ. L. Lanzerotti για την παροχό των ACE / EPAM δεδομϋνων των ενεργειακών ςωματιδύων και αναγνωρύζουν τη χρόςη μετεωρολογικών δεδομϋνων από το WeatherOnline Online Services και γεωμετρικών δεδομϋνων από το Παγκόςμιο Κϋντρο Δεδομϋνων Γεωμαγνητιςμού ςτο Kyoto. Οι ςυγγραφεύσ, επύςησ, ευχαριςτούν για την λύςτα των ICME που παραςχϋθηκε από τον Δρ. Ian Richardson. Αυτό η μελϋτη υποςτηρύχθηκε από το NSRF 2007-2013 Θαλόσ - του Ελληνικού Εθνικού Μετεωρολογικού Δικτύου Έρευνασ του Διαςτόματοσ (HNSWRN) - MIS 377274 πρόγραμμα του Ελληνικού Τπουργεύου Παιδεύασ, Δια Βύου Μϊθηςησ και Θρηςκευμϊτων Γενικό Γραμματεύα Έρευνασ και Σεχνολογύασ. Αναφορϋσ [1] Herman, J. R. & Goldberg, R. A., Sun, weather, and climate, Dover Pub. Inc., New York, 1978 [2] Hoerling M., Meteorological March Madness 2012, NOAA, Earth System Research Laboratory, Physical Sciences Division, http://www.esrl.noaa.gov/psd/csi/events/2012/marchheatwave/anticipation.html, 2012. 12ο Hel.A.S υνέδριο 5
[3] Anagnostopoulos G., Correlation between Space and Atmospheric March 2012 Extreme Events, Geophysical Research Abstracts Vol. 17, EGU2015-14048, http://presentations.copernicus.org/egu2015-14048 presentation.pdf, 2015. [4] Gray, L. J., J. Beer, M. Geller, J. D. Haigh, M. Lockwood, K. Matthes, U. Cubasch, D. Fleitmann, G. Harrison, L. Hood, J. Luterbacher, G. A. Meehl, D. Shindell, B. van Geel, and W. White, Solar influences on Climate, Reviews of Geophysics, 48, 1-53, 2010. [5] Seppala A., M.A. Clilverd, Energetic particle forcing of the Northern Hemisphere winter stratosphere: comparison to solar irradiance forcing, Frontiers in Physics, 2, 25.6, 10.3389/fphy.2014.00025, 2014. [6] Taylor, H., North - South shifts of the Gulf Stream and their climatic connection with the abundance of zooplankton in the UK and its surrounding seas, ICES Journal of Marine Science, 52, 711-721, 1995 [7] Raynolds, R.W. & Smith, T.M. 1994: Improved Global Sea Surface Temperature Analyses Using Optimum Interpolation, Journal of Climate, 7, 929948. Μετάφραςη από το πρωτότυπο: Παραςκευόπουλοσ, Βουζίκασ, Σουργαίδησ (2016) 12ο Hel.A.S υνέδριο 6