Pogoda na zimę 2020/21. Czy La Nina wpłynie na pogodę w Europie i Polsce?

Pogoda długoterminowa na zimę 2020/21. Czy zjawisko La Nina wpłynie na pogodę w Stanach Zjednoczonych, Europie oraz w Polsce. Sprawdźmy to w najnowszym wpisie.

Sezon zimowy 2020/2021 będzie wyjątkowy. To ma być niezła demonstracja tego, jak ocean może wpływać na atmosferę. Zwykle możemy zobaczyć tę złożoną interakcję każdego dnia, ale niektóre wydarzenia oceaniczne wyróżniają się silniejszymi skutkami.

Globalna pogoda jest bardzo złożonym systemem, z wieloma czynnikami wpływającymi na klimat na dużą i małą skalę. Przyjrzymy się jednemu z mocniejszych “przewodników” w tym roku i jak może / wpłynąć na sezon zimowy 2020/2021 w wielu rejonach świata.

MOC LA NINA

Rozwój fazy chłodnej ENSO jest kluczową cechą ewolucji pogody w nadchodzących miesiącach.

Ale żeby to uprościć, ENSO to skrót od „El Niño Southern Oscillation”. Jest to region w tropikalnym Oceanie Spokojnym, w którym na przemian występują fazy zimna i ciepła. Pasaty tropikalne (wiatry wschodnie, które krążą wokół Ziemi w pobliżu równika) zwykle inicjują lub zatrzymują pewną fazę, ponieważ mieszają się wody powierzchniowe oceanu i zmieniają się prądy oceaniczne.

ENSO ma duży wpływ na tropikalne opady deszczu i wzorce ciśnienia oraz złożone interakcje systemu ocean-atmosfera. Dzięki temu systemowi interakcji ocean-atmosfera wpływ ENSO jest rozłożony na całym świecie. Zwykle obserwujemy globalną zmianę wzorców ciśnienia podczas pojawiania się i czasu trwania faz ENSO, z których każda ma wyjątkowy wpływ na naszą pogodę w zmieniających się porach roku.

Poniższy obrazek przedstawia wszystkie regiony ENSO / NINO. Główne regiony to 3 i 4 i obejmują dużą część tropikalnego Pacyfiku. Większość obliczeń i diagnozy opiera się na połączeniu obu obszarów 3 i 4, dlatego główny region nazywamy „ENSO 3.4” lub „NINO 3.4”.

Każda faza ENSO ma inny wpływ na tropikalną pogodę i tropikalną cyrkulację, a tym samym inaczej wpływa na pogodę na całym świecie. Specyficzna faza (ciepła / zimna) zwykle rozwija się późnym latem i jesienią i może trwać do następnego lata, a w szczególnych przypadkach nawet do dwóch lat.

Faza zimna ENSO nazywa się La Nina, a faza ciepła nazywa się El Nino. Faza ENSO jest określana przez anomalie temperaturowe (cieplej / zimniej) w regionie ENSO 3.4 na tropikalnym Pacyfiku, które pokazaliśmy na powyższym obrazku.

Poniższy obrazek przedstawia aktualną analizę anomalii temperatury oceanu oraz dość rozległy, chłodniejszy niż normalnie obszar na tropikalnym Pacyfiku. Ta duża trójkątna partia wód zimniejszych niż normalne to La Nina i obecnie wciąż się wzmacnia / ochładza.

Widzimy również dość cieplejszy północny Pacyfik i znacznie cieplejszy niż normalne wody w Europie na Morzu Północnym, Bałtyckim i Śródziemnym. Północny Atlantyk ostygł, ponieważ ostatnio było dużo aktywności cyklonowej.

Patrząc wstecz na początek października (zdjęcie poniżej), La Nina wyglądała nieco mniej kompaktowo. Porównując inne regiony, Północny Atlantyk również nie był tak zimny, a środkowy obszar Północnego Pacyfiku faktycznie zawierał regiony, które były zimniejsze niż zwykle, gdzie teraz znowu mamy „ciepłą plamę”.

Poniższy obraz jest grafiką analizy / prognozy wykonaną przez ECMWF, która pokazuje ewolucję regionu ENSO 3.4. Widzimy, że główne ochłodzenie zaczęło się latem i powinno trwać aż do zimy. Faza La Nina osiągnie dość potężną siłę w szczytowym momencie (blisko -2 ° C), ale oczekuje się, że zacznie słabnąć do wiosny 2021 r.

Zimowa prognoza dotycząca oceanów pokazuje również chłodną La Nina na tropikalnym Pacyfiku, podczas gdy północny Pacyfik pozostanie cieplejszy niż zwykle.

Jednym ze sposobów poszukiwania „odcisku palca” La Nina jest przyjrzenie się cyrkulacji atmosferycznej, a dokładniej jej momentowi pędu. Utrzymując to w bardzo prosty sposób, Atmospheric Angular Momentum (AAM) jest miarą tego, jak cała atmosfera obraca się wokół Ziemi.

Dodatnie anomalie są związane z dodatnią fazą ENSO, podczas gdy ujemne wartości są bardziej związane z ujemną fazą ENSO, czyli La Nina. Na poniższej prognozie możemy zobaczyć ten pęd atmosferyczny zmierzający w kierunku ujemnych anomalii, wskazujący na rosnący wpływu La Niny na atmosferę wraz z początkiem zimy.

LA NINA I JEJ ZIMOWY WPŁYW
Jeden z głównych wpływów La Nina (lub jakiejkolwiek innej fazy ENSO) można zobaczyć w zmieniającym się położeniu prądu strumieniowego.

Prąd strumieniowy (ang. jet stream) to duży i silny strumień powietrza (wiatru) na wysokości około 8-11 km (5-7 mil). Płynie z zachodu na wschód wokół całej półkuli, wpływając na układy ciśnieniowe i ich siłę, kształtując w ten sposób naszą pogodę na powierzchni.

Na poniższym obrazku widzimy prąd strumieniowy z 20 listopada i jak znika on wokół półkuli północnej przy bardzo dużych prędkościach wiatru. Widzimy, że najsilniejszy prąd strumieniowy znajdował się nad północnym Atlantykiem. Pacyficzna część prądu strumieniowego była słabsza, ale mniej zakrzywiona niż w sektorze euroatlantyckim.

Historycznie, najbardziej typowym efektem La Nina jest silny blokujący system wysokiego ciśnienia na Północnym Pacyfiku. Poniższy obrazek przedstawia przeciętny wzorzec podczas niektórych ostatnich zim w La Nina. Widzimy silny system wysokiego ciśnienia na północnym Pacyfiku, który jest bardzo kluczową częścią cyrkulacji. To oznacza niższe ciśnienie nad sektorem kanadyjskim, co również jest ewidentne.

Obecność silnego układu wyżowego sprzyja rozwojowi obszaru niskiego ciśnienia nad Alaską i Kanadą, zaginając prąd strumieniowy pomiędzy dwoma systemami ciśnieniowymi. Podobna sytuacja do tego, co widzieliśmy w zeszłym roku nad północnym Atlantykiem.

Poniższy rysunek przedstawia średnie położenie strumienia strumieniowego podczas zim w La Nina i odpowiadający mu rozwój pogody w Ameryce Północnej. Zakręcony prąd strumieniowy przenosi zimniejsze powietrze i niże z Kanady do północnych i północno-zachodnich Stanów Zjednoczonych, a cieplejszą i suchszą pogodę do południowych części.

Prąd strumieniowy nad Stanami Zjednoczonymi może w rzeczywistości podzielić kraj na 2 różne regiony pogodowe. Poniższe zdjęcia pokazują analizę temperatury i opadów podczas ostatnich zim La Nina nad Stanami Zjednoczonymi. W północnej części kraju częściej zdarzają się zimniejsze i bardziej wilgotne wydarzenia, ponieważ prąd strumieniowy kieruje niżowe w tym kierunku. Ale to może nieco zablokować południowe Stany Zjednoczone, tworząc cieplejsze i bardziej suche warunki z rzadszymi burzami i chłodnymi frontami.

Przesunięty prąd strumieniowy oznacza również inny potencjał do wystąpienia opadów śniegu. Chłodniejsze powietrze częściej pojawia się w północnych i północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych, co również wykazuje zwiększony potencjał do wystąpienia opadów śniegu w zimnych porach roku w La Nina. Zwłaszcza obszary takie jak Alaska, Kanada i północno-zachodnie Stany Zjednoczone mają korzyści północnego strumienia strumieniowego, co prowadzi często do intensywnych opadów śniegu.

Po minięciu Kanady i Stanów Zjednoczonych prąd strumieniowy wkracza na Atlantyk. Można to zrobić na różne sposoby. Wiele zależy od wzorca oscylacji Arktyki i istniejących systemów ciśnieniowych na Atlantyku. W tym miejscu być może La Nina traci swój bezpośredni wpływ na Europę, gdy przejmują systemy regionalne na Atlantyku.

Poniższy obrazek przedstawia 2 różne scenariusze. Pierwszy jest z prądem strumieniowym biegnącym bardziej na południe, a drugi z silniejszym prądem strumieniowym na północy. Oczywiście scenariusz, w którym prąd strumieniowy jest dalej na północ, oznacza więcej wichur i niespokojne warunki dla Wysp Brytyjskich i Europy Północnej. Słabszy prąd strumieniowy i wysunięty dalej na południe oznacza większe prawdopodobieństwo wystąpienia spływów chłodu z północy do Europy, zwiększając szanse wystąpienia epizodów śniegu w Europie Północnej, a także Środkowej i Wschodniej.

Prąd strumieniowy może w różny sposób łączyć się / oddziaływać z systemami na Atlantyku, pomagając w ten sposób stworzyć zupełnie nowy wzór pogodowy dla Europy. Problem polega na tym, że ostateczny wynik jest znacznie bardziej nieprzewidywalny w obszarze euroatlantyckim niż w Ameryce Północnej, która znajduje się pod bardziej bezpośrednim wpływem.

Teraz wiemy, czym jest La Nina i jak wpływa na prąd strumieniowy. Teraz przyjrzymy się globalnym modelom dalekiego zasięgu i ich poglądom na rozwijającą się La Nina zimą.

Postanowiliśmy skupić się na 3 głównych (lub najczęściej używanych) modelach sezonowych. ECMWF i UKMO z Europy oraz CFSv2 ze Stanów Zjednoczonych. Grafiki pochodzą z projektu Copernicus Climate EU i CPC / NCEP.

Wszystkie te prognozy są średnim obrazem na przestrzeni 3 miesięcy (grudzień-styczeń-luty) i przedstawiają przeważającą ogólną prognozę pogody. Teraz, nawet gdyby modele były całkowicie dokładne, nie oznacza to, że takie warunki pogodowe utrzymałyby się przez 3 miesiące z rzędu. Pokazuje tylko / sugeruje, jak wzorce pogodowe mogą wyglądać w 40-60% przypadków.

Model ECMWF jest najczęściej określany jako najbardziej niezawodny, przynajmniej w kategorii dalekiego zasięgu. W rzeczywistości wiele zależy od indywidualnej sytuacji i poszczególnych pór roku. Ale ogólnie model ECMWF znajduje się na szczycie tabeli, jeśli chodzi o niezawodność. Jednak żadna długoterminowa / sezonowa prognoza nigdy nie może być uznana za „wiarygodną”. Patrzymy tylko na trendy i to, jak wzorce pogodowe mogą ewoluować na całych kontynentach lub na całej planecie.

W prognozie wzorców ciśnień z ECMWF widzimy szeroki i silny system wysokiego ciśnienia na Północnym Pacyfiku, typowy dla La Nina. System niskiego ciśnienia jest umieszczony nad Kanadą, a prąd strumieniowy skręca pomiędzy, tak jak widzieliśmy w poprzednim segmencie. Widzimy również słabszą wersję tego nad północnym Atlantykiem, co oznacza wzmocniony prąd strumieniowy nad Wyspami Brytyjskimi i Skandynawią. Ale ponieważ ta konfiguracja nad północnym Atlantykiem nie jest tak potężna, może zostać na krótko rozbita. Najprawdopodobniej, jeśli system wysokiego ciśnienia na środkowym Atlantyku może czołgać się dalej na północ, blokując prąd strumieniowy i tworząc bardziej północny przepływ do Europy i przynosząc więcej okresów chłodnych niż w zeszłym roku.

My użyliśmy do oceny/oszacowania rozkładu masy powietrza wykorzystujemy anomalię temperaturową na poziomie 850 mb (około 1.500 m / 4.900 stóp). Cieplejsza masa powietrza nad Stanami Zjednoczonymi jest oczywiście widoczna, a chłodniejsza nad zachodnią Kanadą. Europa nie jest bardzo zdefiniowana i jest prawie podzielona na dwóch biegunach z zachodu na wschód. Najprawdopodobniej od Uralu w kierunku Syberii będą się utrzymywać cieplejsze niż normalnie warunki.

Prognoza anomalii opadów przedstawia typowy wzorzec typu La Nina nad Kanadą i Stanami Zjednoczonymi. W części północnej panują bardziej wilgotne warunki, podczas gdy w południowych Stanach Zjednoczonych dominować mają okresy suche.

Europa jest dość neutralna, jeśli chodzi o opady. Jest to kolejny wskaźnik, że zachodni wzór przepływu (cyrkulacja atlantycka) nie jest szczególnie silna. Wskazuje to na prawdopodobne większe zróżnicowanie wzorców pogodowych szczególnie w ujęciu miesięcznym.

Przyglądając się bliżej Europie, widzimy interesujący postęp z zachodu na wschód. Jest oczywiste, że chłodniejsza masa powietrza z Atlantyku będzie obecna w Europie Zachodniej z przeważającym przepływem zachodnim. Oznacza to, że sporadyczna zmiana wzorca umożliwi wkraczanie zimnego powietrza z północy / północnego zachodu na zachód i do części Europy Środkowej. Dalej na wschód od wymienionych obszarów panują cieplejsze warunki, ponieważ w strumieniu zachodnim brakuje źródeł chłodniejszego powietrza. Może się to zmienić, gdy wzór ponownie się zmieni i zimne masy mogą się przedostać z północy lub północnego wschodu.

W Ameryce Północnej widzimy postęp z północy na południe, w przeciwieństwie do zachodu i wschodu Europy.
W zachodniej Kanadzie i częściach Alaski panują zimniejsze niż normalnie warunki. Biorąc pod uwagę położenie prądu strumieniowego podczas typowej zimy w La Nina, niższe temperatury powinny sięgać dalej w kierunku północno-zachodnich i północnych Stanów Zjednoczonych. Ponieważ w kontynentalnych Stanach Zjednoczonych temperatury są przeważnie wyższe niż normalne, nie oznacza to całkowitego braku chłodniejszych dni i chłodniejszej pogody. Wzór będzie w stanie doprowadzić do spływów zimniejszego powietrza na obszarach północno-zachodnich, środkowym zachodzie i północnym wschodzie. Ale to są zdarzenia indywidualne, a grafika przedstawia średnią z 3 miesięcy. Południowe Stany Zjednoczone będą w większości powyżej normy przez całą zimę, ze znacznie zmniejszoną szansą na zobaczenie przedłużających się okresów zalegania zimnego powietrza.

Jako bonus dodajemy również prognozę śniegu ECMWF. Na podstawie anomalii głębokości śniegu możemy zobaczyć, gdzie model spodziewa się więcej / mniej opadów śniegu.

Od razu widać zwiększony potencjał opadów śniegu w zachodniej i wschodniej Kanadzie. Ten wzór ciśnienia umożliwia bardzo silne połączenie zimniejszego powietrza i źródła wilgoci, sprzyjając większej ilości opadów śniegu w tych regionach. Widzimy również rozszerzenie w kierunku północno-zachodnich Stanów Zjednoczonych, szczególnie na wyższych wysokościach Gór Skalistych. Inaczej prognoza ECMWF wskazuje na niższe niż zwykle opady śniegu w większości kontynentalnych Stanów Zjednoczonych.

W Europie widzimy również mniej śniegu niż zwykle, z wyjątkiem regionu dalekowschodniego, gdzie trochę zimnego powietrza zalega z północnego wschodu, ale także na wyżynach w Szkocji, Wielkiej Brytanii i oczywiście w Skandynawii. Dzieje się tak z powodu wilgotnego przepływu zachodniego, który tworzy opady, lecz na wyżynach na większej wysokości nad poziomem morza powietrze jest wystarczająco zimne, aby wywołać intensywne opady śniegu, podczas gdy na nizinach padać ma głównie deszcz.

Kolejnym wybranym modelem jest UKMO z brytyjskiego Met-Office. On również trafnie przewidział warunki pogodowe w półroczu chłodnym podczas zimy 2019.2020 w Europie.

UKMO ma nieco mniej agresywny wzór niż ECMWF. Prąd strumieniowy nad Ameryką Północną jest być może nieco przesunięty na północ w porównaniu z ECMWF, a także nad północnym Atlantykiem. Pokazuje silne blokowanie wysokiego ciśnienia La Nina na Pacyfiku i niżu nad zachodnią kANANDĄ. Widzimy brak określonego obszaru niskiego ciśnienia nad północnym Atlantykiem. Wskazują na to wartości neutralne, ale może to oznaczać, że prognoza obszaru niskiego ciśnienia obejmuje wiele różnych scenariuszy w tym 3-miesięcznym okresie, co oznacza bardziej zmienny wzór.

Prognoza opadów z UKMO również dobrze pokazuje układ „dipolowy” w Stanach Zjednoczonych i Kanadzie, z suchszymi warunkami na południu i bardziej wilgotnymi w północnej części. Europa jest ponownie bardziej neutralna, z oznakami wyższych opadów nad Europą Północną, ze względu na większą częstotliwość niżów przemieszczających się nad tym obszarem z bardziej północnym prądem strumieniowym.

Prognoza temperatury dla Europy wygląda podobnie do ECMWF. chłodniejszy i cieplejszy zachód i wschód. Powód jest również dość podobny, zachodni przepływ północnoatlantycki. Okno jest nadal otwarte dla sporadycznego przepływu zimniejszego powietrza z północy, ponieważ wzór ciśnienia ponownie się dostosowuje, a silny system niskiego ciśnienia może wciągać zimniejsze powietrze z północy do Europy Zachodniej i Środkowej.

Prognoza temperatury dla Ameryki Północnej jest również bardzo podobna, utrzymujący się rdzeń chłodniejszej pogody dalej na północ w zachodniej Kanadzie. Będzie to skuteczny region zimnego powietrza dla potencjalnych spływów arktycznego chłodu w północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych i regionach środkowo-zachodnich. Wydaje się, że południowe Stany Zjednoczone są tej zimy w większości cieplejsze niż zwykle, a jedyną możliwością zimy jest silniejszy spływ chłodnego powietrza, która może na krótko dotrzeć dalej na południe.

Jako przeciwwagę dla modeli Euro, zawsze używaj głównego modelu dalekiego zasięgu w Ameryce Północnej, modelu CFS w wersji 2 z NOAA / NCEP w Stanach Zjednoczonych.

Model CFS jest zasadniczo bardzo podobny do dwóch modeli Euro i ma piękny klasyczny wzór La Nina. Ma silny system wysokiego ciśnienia na Pacyfiku i system niskiego ciśnienia nad zachodnią Kanadą, sięgający do północnego Atlantyku. Widzimy również grzbiet nad zachodnim i północnym Atlantykiem. Ten grzbiet jest ważny dla sektora euroatlantyckiego, ponieważ może pomóc w stworzeniu bardziej północno-zachodniego przepływu w Europie, w przeciwieństwie do typowego łagodnego przepływu zachodniego.

Prognoza temperatury dla Europy przedstawia ten sam obraz, co poprzednie modele, z ciepłem rosnącym w kierunku wschodnim. Europa Zachodnia jest bardziej normalna lub nieco cieplejsza, głównie ze względu na chłodniejszą masę powietrzną znad Atlantyku i możliwość przepływu z kierunku północnego w indywidualnych sytuacjach obejmujących rozciągający się na północ brzeg Atlantyku.

W Ameryce Północnej prognoza temperatury zawiera napis La Nina. Pokazuje znacznie większą anomalię zimniejszego powietrza nad Kanadą, a także rozszerza ją na północne Stany Zjednoczone, czego nie pokazały pozostałe dwa poprzednie modele. Spowodowałoby to również wzrost potencjału opadów śniegu w północno-zachodnich stanach Stanach i regionach Środkowego Zachodu.

Prognoza anomalii opadów pokazuje inny wzorzec dipolowy nad Ameryką Północną, z wilgotniejszymi warunkami na granicy między zimniejszym i cieplejszym powietrzem, podczas gdy bardziej suche warunki panują na dalekim południu Stanów Zjednoczonych i Ameryce Środkowej.

Europa jest generalnie obojętna lub bardziej wilgotna niż normalnie w północnych częściach ze względu na dominującą wilgotną masę powietrzną w Skandynawii na zachodzie i południowym zachodzie.

Oglądając zdjęcia i czytając opisy obraz może być mylący.. A więc podsumujmy, to co proponują modele na sezon zimowy 2020/2021:

Oczekuje się, że na większości kontynentu temperatury w Europie będą wyższe niż średnie. Nie oznacza to jednak, że nie będzie chłodnych frontów i chłodniejszych dni. Oznacza to po prostu, że chłodne fronty i wtargnięcia zimniejszej masy powietrza będą rzadsze na kontynencie. Wyjątkiem jest Europa Zachodnia, gdzie, jak widzieliśmy, można spodziewać się chłodniejszych mas powietrza z północnego Atlantyku i od czasu do czasu chłodniejszych transportów powietrznych z północy.

Ale modele obecnie pozostawiają wolne miejsce na rozbudowę północnoatlantyckiego systemu wysokiego ciśnienia. Jest więc miejsce na chłodniejsze dni, jeśli grzbiet rozciągałby się dalej na północ, ponieważ intensywny wzór w Ameryce Północnej ulega fluktuacjom, wpływając również na rozwój Atlantyku.

Na kontynencie spodziewane są warunki normalne do bardziej wilgotnych, przy przeważającym kierunku zachodnim. Na Wyspach Brytyjskich i Skandynawii zima może być bardziej niespokojna, ponieważ prądy strumieniowe znajdują się nad tymi regionami, powodując bardziej dynamiczną pogodę i częste wichury.

Prognoza zimowa w Ameryce Północnej wygląda dość solidnie, jak na klasyczną zimę typu La Nina. W większości zachodniej Kanady, wraz z Alaską, można spodziewać się zimniejszych i bardziej śnieżnych warunków.

Stany Zjednoczone spodziewają się wzorca „dipolowego” lub „dwulicowej” zimy. Oczekuje się, że północne Stany Zjednoczone będą normalne lub zimniejsze i bardziej wilgotne. Zwiększa to szansę na więcej opadów śniegu, ale bardziej prawdopodobne w zachodniej części i rzadziej we wschodniej części.

Południowe Stany Zjednoczone mogą prawdopodobnie przygotować się na cieplejszą i bardziej suchą zimę niż normalnie. Nie oznacza to jednak, że żaden chłodny front nie może dotrzeć do stanów południowych. To po prostu sugeruje, że we wzorze La Nina znacznie rzadziej występuje chłodne fronty na samym południu, które przynoszą zimowe warunki.

Nadal mamy stratosferę jako główny czynnik. Prognozy długoterminowe generalnie nie są tak dobre w szczegółowym prognozowaniu dynamiki stratosfery. Oznacza to, że mają tendencję do niedoceniania wszelkich potencjalnych nagłych zjawisk ocieplenia stratosferycznego (SSW), ponieważ ostateczna prognoza jest sporządzana na podstawie wielu indywidualnych obliczeń, które mają różne wyobrażenia o rozwoju stratosfery.

Zjawisko ocieplenia w stratosferze może mieć duży wpływ na cyrkulacje i może spowodować poważne zmiany we wzorcach na półkuli północnej. Zatem potencjalne zdarzenie SSW jest ważnym czynnikiem, który może zmienić bieg zimy w obu kierunkach na półkuli północnej. Poniżej znajduje się zdjęcie, które pokazuje wzór temperatury po ociepleniu stratosfery, blokując regiony arktyczne i wypuszczając zimne powietrze na średnie szerokości geograficzne.