O alto Ártico em invernos extremos: vórtice, temperatura e evolução de gases traço do MLS e ACE-FTS

Resumo. Os primeiros três invernos árticos da missão ACE representaram dois extremos de variabilidade invernal: os aquecimentos súbitos estratosféricos (SSWs) em 2004 e 2006 foram alguns dos mais fortes e prolongados registrados; 2005 foi um inverno recorde de frio. Campanhas de Validação do Experimento de Química Atmosférica do Ártico (ACE) foram realizadas em Eureka (80° N, 86° W) durante cada um desses invernos. Novas medições de satélite do Espectrômetro de Transformada de Fourier ACE (ACE-FTS), da Sonde da Atmosfera utilizando Radiometria de Emissão de Largura de Banda (SABER), e do Sensor de Micro-ondas Aura (MLS), juntamente com análises meteorológicas e temperaturas de lidar de Eureka, são usadas para detalhar a meteorologia nesses invernos, demonstrar sua influência no transporte e fornecer um contexto para a interpretação das observações do ACE-FTS e das campanhas de validação. Durante os SSWs de 2004 e 2006, o vórtice foi desfeito em toda a estratosfera, reformou-se rapidamente na estratosfera superior e permaneceu fraco na estratosfera média e inferior. A estratopausa se reformou a altitudes muito altas, perto de 75 km. As medições do ACE abrangeram tanto condições dentro do vórtice quanto externas em cada inverno, exceto de fevereiro final até março médio de 2004 e 2006, quando o forte vórtice centrado no pólo que se reformou após os SSWs resultou na amostragem do ACE apenas dentro do vórtice na estratosfera média até superior. As campanhas de Eureka de 2004 e 2006 ocorreram durante a recuperação dos SSWs, com o vórtice em reestruturação sobre Eureka. 2005 foi o inverno mais frio registrado na estratosfera inferior, mas com um aquecimento final precoce em março médio. O vórtice estava sobre Eureka no início da campanha de 2005, mas afastou-se à medida que se desfez. Estruturas de perfil de temperatura discrepantes e evolução do vórtice resultaram em temperaturas muito mais baixas (mais altas) na estratosfera superior (inferior) em 2004 e 2006 do que em 2005. As temperaturas de satélite concordam bem com os dados de lidar até 50–60 km, e ACE-FTS, MLS e SABER mostram boa concordância nas temperaturas em altas latitudes ao longo dos invernos. Coerente com um forte e frio vórtice estratosférico superior e resfriamento radiativo aprimorado após os SSWs, medições de gases traço do MLS e ACE-FTS mostram uma descida fortemente aprimorada no vórtice estratosférico superior no final de janeiro até março de 2006 em comparação com 2005.