Modelos de la atmósfera superior

Los modelos de la atmósfera superior son simulaciones de la atmósfera terrestre entre los 20 y los 100  km (65 000 y 328 000 pies) que comprenden la estratosfera , la mesosfera y la termosfera inferior . Si bien la mayoría de los modelos climáticos simulan una región de la atmósfera terrestre desde la superficie hasta la estratopausa , también existen modelos numéricos que simulan el viento, la temperatura y la composición de la tenue atmósfera superior de la Tierra , desde la mesosfera hasta la exosfera , incluyendo la ionosfera . Esta región se ve fuertemente afectada por el ciclo solar de 11 años a través de variaciones en la radiación solar UV/EUV/rayos X y el viento solar , lo que da lugar a la precipitación de partículas en latitudes altas y auroras . Se ha propuesto que estos fenómenos pueden tener un efecto en la atmósfera inferior y, por lo tanto, deberían incluirse en las simulaciones del cambio climático. Por esta razón, en los últimos años se ha impulsado la creación de modelos de la atmósfera completa para investigar si esto es así.

Weather Logistics UK emplea un modelo de perturbación de la corriente en chorro ^{[ 1 ]} que simula la desviación de las corrientes de aire en la atmósfera superior . La modelización del flujo de aire del Atlántico Norte se simula combinando una entrada climatológica mensual de la corriente en chorro calculada entre 20 y 30°O, con diferentes patrones de alta presión de bloqueo . La entrada de la corriente en chorro se genera mediante cálculos de balance de viento térmico a 316 mbar (6 a 9  km de altura) en el rango de latitud media de 40 a 60°N. Los patrones de bloqueo a largo plazo son determinados por el pronosticador meteorológico , quien identifica la posición y fuerza probables de las altas presiones del Atlántico Norte a partir de cartas sinópticas , la Oscilación del Atlántico Norte (NAO) y los patrones de El Niño-Oscilación del Sur (ENSO). El modelo se basa en el conocimiento de que los sistemas de baja presión en la superficie son dirigidos por las cintas rápidas (corrientes en chorro) de aire en la atmósfera superior . La simulación del modelo de interacción entre la corriente en chorro y el bloqueo examina el campo de temperatura de la superficie del mar utilizando datos de la NOAA rastreados a lo largo del océano en una trayectoria hacia las Islas Británicas. La teoría principal sugiere que los patrones meteorológicos a largo plazo actúan en escalas de tiempo mayores, por lo que se cree que los grandes patrones de bloqueo aparecen repetidamente en ubicaciones similares durante varios meses. ^{[ 2 ]} Con un buen conocimiento de los patrones de bloqueo elevados, el modelo funciona con una precisión impresionante que resulta útil para el usuario final. ^{[ 3 ]}

El modelo desarrollado en Weather Logistics UK produce predicciones regionales-estacionales de naturaleza probabilística . Se utilizan dos tamaños de bloqueo diferentes para el modelo, ubicados en dos lugares distintos. Las cuatro posibles desviaciones de bloqueo se clasifican en un orden, para luego combinarse mediante regresión logística y generar las probabilidades apropiadas de eventos meteorológicos en escalas de tiempo estacionales. El resultado bruto consiste en 22 condiciones meteorológicas diferentes para cada estación que se comparan con las condiciones atmosféricas promedio. Se agrega un sesgo de calentamiento global y la climatología de 1961-1990 de las temperaturas regionales de las Islas Británicas al valor de la anomalía para producir una predicción de temperatura final. Los pronósticos meteorológicos estacionales en Weather Logistics UK ^{[ 1 ]} incluyen varios componentes meteorológicos adicionales (derivados) que incluyen: anomalías de precipitación, trayectorias de tormentas, trayectorias de flujo de aire, grados día de calefacción para facturas de servicios públicos domésticos, grados día de refrigeración, ola de calor y probabilidades de días de nieve .

Según un informe de New Scientist ^{[ 4 ],} muchos investigadores coinciden en que las ondas de Rossby actúan en contra del patrón habitual de la corriente en chorro y la mantienen en su lugar. Estudios de la atmósfera superior que utilizan datos de la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) indican que durante julio de 2010 estos patrones de la corriente de aire superior se observaron con mayor frecuencia en el hemisferio norte. El examen de los datos climatológicos durante el mismo período de tiempo indica que estos meandros de ondas planetarias salvajes ^{[ 5 ]} no son un aspecto normal de nuestros patrones climáticos regionales. Mientras tanto, estudios de investigación en curso en la Universidad de Reading muestran que los patrones inusuales en la corriente en chorro polar son más comunes durante un período de baja actividad en el ciclo solar, cuando la actividad de manchas solares observada y sus erupciones solares asociadas están en su mínimo. El vínculo entre la baja actividad solar y los patrones de bloqueo mejorados está asociado con un aumento en la prevalencia de patrones de clima frío durante el invierno europeo. ^{[ 6 ]} Otra posible explicación para el aumento observado en los patrones de bloqueo es la variabilidad natural, a través del carácter caótico de las corrientes oceánicas a gran escala que fluyen a través de la superficie del Pacífico tropical.

• modelo ionosférico

• NCAR TIE-GCM (97 a ~450 km), NCAR TIME-GCM (30 a ~450 km)
• ¿Están los inviernos fríos en Europa asociados con una baja actividad solar? M Lockwood et al. 2010 Environ. Res. Lett. 5 024001