De opwarming van de aarde, of de langetermijnstijging van de gemiddelde oppervlaktetemperatuur van de aarde, voornamelijk als gevolg van menselijke activiteiten, kan leiden tot veranderingen in het bovenste atmosferische transport, waardoor de circulatiepatronen en dynamiek in de stratosfeer en mesosfeer van de aarde worden beïnvloed. Hier is een overzicht van hoe de opwarming van de aarde het transport in de bovenste atmosfeer kan beïnvloeden:

1. Veranderingen in de stratosferische circulatie:

- De opwarming van de aarde veroorzaakt een stijging van de temperatuur van het zeeoppervlak, wat leidt tot verhoogde verdamping en convectieve activiteit in de troposfeer. Dit beïnvloedt de opwaartse voortplanting van golven, zoals planetaire en zwaartekrachtgolven, die een cruciale rol spelen bij het aandrijven van de stratosferische circulatie.

- Als gevolg hiervan kunnen de sterkte en locatie van de stratosferische straalstromen, dit zijn snelstromende luchtstromen, veranderen. Veranderingen in de jetstream kunnen het transport van warmte, momentum en chemische stoffen in de stratosfeer wijzigen, waardoor de mondiale atmosferische circulatiepatronen worden beïnvloed.

2. Gebeurtenissen in de polaire vortex en plotselinge stratosferische opwarming (SSW):

- De polaire vortex is een grootschalig lagedruksysteem dat tijdens de winter de circulatie in de poolgebieden van de stratosfeer domineert. Onder omstandigheden van de opwarming van de aarde wordt algemeen verwacht dat de stratosfeer afkoelt als gevolg van de verminderde opwaartse voortplanting van golven uit de troposfeer. Bepaalde situaties kunnen echter leiden tot een plotselinge opwarming van de stratosfeer, gekenmerkt door een snelle temperatuurstijging binnen de polaire vortex.

- SSW's kunnen de normale stratosferische circulatie verstoren, wat leidt tot veranderingen in transportpatronen en mengprocessen. Dit kan van invloed zijn op de verspreiding van ozon en andere chemische soorten, maar ook op weerpatronen in de troposfeer, zoals het optreden van extreme koude perioden op de middelste breedtegraden.

3. Veranderingen in het mesosferische transport:

- De opwarming van de aarde kan de temperatuurstructuur en dynamiek van de mesosfeer, de laag van de atmosfeer boven de stratosfeer, beïnvloeden. Veranderingen in de mesosferische temperatuurgradiënt en windpatronen kunnen het transport van soorten zoals natrium en kalium veranderen, die belangrijk zijn voor de vorming van mesosferische airglow en nachtlichtende wolken.

- Bovendien kan de opwarming van de aarde de voortplanting en verspreiding van zwaartekrachtgolven in de mesosfeer beïnvloeden, waardoor het transport en de vermenging van atmosferische bestanddelen in deze regio worden beïnvloed.

4. Koppeling tussen troposfeer en stratosfeer:

- Door de opwarming van de aarde veroorzaakte veranderingen in de troposfeer, zoals verschuivingen in tropische convectiepatronen of veranderingen in de sterkte van de subtropische straalstroom, kunnen trapsgewijze effecten hebben op de stratosfeer via dynamische koppelingsprocessen. Deze interacties kunnen het transport en de distributie van sporengassen, aërosolen en waterdamp in de hogere atmosfeer beïnvloeden.

Samenvattend kan de opwarming van de aarde leiden tot veranderingen in het bovenste atmosferische transport door de dynamiek en circulatiepatronen in de stratosfeer en de mesosfeer te veranderen. Deze veranderingen kunnen van invloed zijn op de verspreiding van chemische soorten, weerpatronen beïnvloeden en bijdragen aan de algemene veranderingen in de mondiale atmosferische circulatie onder een opwarmend klimaat.