Wir polarny to bez wątpienia jeden z kluczowych władców zimowej pogody. Tej zimy wir polarny rozpadł się, wywierając wpływ na pogodę na półkuli północnej. Teraz próbuje ponownie zorganizować się i wpłynąć na naszą pogodę, ale jak zobaczysz, luty przynieść może dużą zmienność pogody w naszych szerokościach geograficznych.
Pogoda. Wir polarny wpływa na pogodę
Życie wiru polarnego jest jak dobra historia. Opowieść o królu, który zasiada na zamarzniętym tronie na dalekiej północy i wpływa na pogodę. Ale żaden król nie rządzi wiecznie, a tej zimy widzieliśmy znaczące konsekwencje rozpadu wiru polarnego.
Zanim wyjaśnimy, co zmienia się wirze polarnym i naszej pogodzie. Szybko dowiemy się, czym dokładnie jest wir polarny. Staramy się to wyjaśnić w większości naszych artykułów zimowych, ponieważ wiedza jest niezbędna i potężna, więc dlaczego nie nauczyć się czegoś nowego w zaledwie kilka sekund.
Wszystkie chmury (i pogoda, którą odczuwamy) znajdują się w najniższej warstwie atmosfery zwanej troposferą. Osiąga ona wysokość do około 8 km (5 mil) nad regionami polarnymi i do około 14-16 km (9-10 mil) nad tropikami.
Powyżej znajduje się znacznie głębsza warstwa zwana stratosferą. Warstwa ta ma około 30 km grubości i jest bardzo sucha. Tutaj można znaleźć słynną warstwę ozonową.
Warstwy te są ważne, ponieważ kiedy słyszysz, jak ludzie mówią o wirze polarnym i jego wpływie, w 95-99% przypadków mają na myśli część stratosferyczną na wyższych wysokościach. Podczas gdy stratosferyczny wir polarny wiruje wysoko ponad naszą pogodą (ale jest silnie powiązany i ma wpływ). Dolny wir polarny w troposferze jest w rzeczywistości naszą pogodą.
Każdego roku, gdy zbliżamy się do jesieni, biegun północny zaczyna się ochładzać, ale atmosfera dalej na południe jest nadal stosunkowo ciepła, ponieważ nadal otrzymuje energię ze Słońca, podczas gdy regiony polarne otrzymują z czasem znacznie mniej energii.
Wraz ze spadkiem temperatury w regionach polarnych spada ciśnienie. W stratosferze proces przebiega tak samo. Gdy temperatura spada na biegunie, a różnica temperatur w kierunku południowym rośnie, w stratosferze polarnej zaczyna się rozwijać duży obszar niskiego ciśnienia (cyklonowy).
Poniższy obrazek przedstawia typowy przykład wiru polarnego na wysokości około 46 km (poziom 1 mb) w pobliżu szczytu stratosfery.
Jest to zasadniczo bardzo duży cyklon, obejmujący cały biegun północny, aż do średnich szerokości geograficznych. Jest silnie obecny na wszystkich poziomach, od podstaw, ale w różnych kształtach.
Poniższe zdjęcie poniżej przedstawia prognozę temperatury na wysokości około 5 km, ukazując prawdziwy kształt i rozmiar wiru polarnego bliżej ziemi (zimne kolory). Im bliżej gruntu się zbliżamy, tym bardziej się zdeformuje z powodu rosnącego wpływu terenu oraz wielu frontów i układów pogodowych.
Na poniższym obrazku możesz zobaczyć, jak wygląda prawdziwy zasięg wiru polarnego na niższych wysokościach. Miej świadomość, że jego „ramiona” rozciągają się na wschodnie i zachodnie Stany Zjednoczone, przynosząc także zimniejsze powietrze do regionu na początku lutego, czyli w czasie prognoz na zdjęciu.
Zwykle patrzymy na wir polarny w stratosferze na poziomie 10mb. To około 28-32 km (17-20 mil) wysokości. Uważa się, że ta wysokość znajduje się w środkowej stratosferze i służy jako dobra reprezentacja ogólnej dynamiki wiru polarnego.
Siła wiru polarnego jest najczęściej mierzona siłą wiatrów w jego wnętrzu. Zwykle dokonuje się tego poprzez pomiar strefowych (poruszających się z zachodu na wschód) prędkości wiatru wokół koła polarnego (60 ° szerokości geograficznej północnej).
Poniżej mamy analizę z systemu monitoringu NASA, na której widać bardzo ciekawy postęp.
Pogoda. Wir polarny zaczął rozpadać się pod koniec 2020 roku
Na początku grudnia wir polarny był silny, osiągając strefową prędkość wiatru ponad 40 m / s (90 mil na godzinę). Pod koniec miesiąca, a zwłaszcza pod koniec grudnia, wir polarny zaczął słabnąć. Widzimy, że strefowy wiatr stał się ujemny na początku stycznia z powodu załamania się wiru polarnego.
Następne zdjęcia poniżej pokażą temperaturę na poziomie 10 mb, czyli w środkowej stratosferze na wysokości około 30 km. Tutaj wir polarny ma znacznie bardziej jednolity kształt, ponieważ teren i fronty pogodowe na tak dużej wysokości mają mniejszy wpływ.
Kontynuując naszą historię… Pod koniec grudnia w stratosferze rozpoczęła się sekwencja ocieplenia, od Europy po Azję Środkową. Zaczął pochłaniać zewnętrzne warstwy wiru polarnego. Zimny rdzeń wiru polarnego był nadal raczej nienaruszony w tym miejscu, utrzymując temperatury niższe niż -80 °C w środku nad Grenlandią.
Zaledwie dwa dni później fala ocieplenia osiągnęła lokalny szczyt nad Syberią, z maksymalnymi temperaturami fali dochodzącymi do + 5 ° C lub więcej. W normalnych warunkach temperatury są tu o ponad 30-40 ° C niższe, więc była to znacząca fala ocieplenia.
W tym czasie rzeczywisty wir polarny na tej wysokości (30 km) wyglądał na bardziej trójkątny. Poniższy obraz przedstawia wirowość lub, w uproszczeniu, energię wiru polarnego. Widzimy, że był wysysany z energii przez silny (ledwo widoczny) system antycyklonowy na Północnym Pacyfiku i Aleutach. Ostateczna nemezis wiru polarnego.
5 stycznia 2021 wyznaczono wstępną datę nagłego ocieplenia stratosferycznego, gdy wiatry wokół koła polarnego się odwróciły.
Stratosferyczna fala ocieplenia przeszła przez cały biegun północny w stratosferze, skutecznie rozszczepiając zimny rdzeń wiru polarnego na dwie części.
Jedna część zerwanego wiru polarnego przeszła przez Amerykę Północną, a druga przez sektor europejski. W tym momencie nie ma to wiele wspólnego bezpośrednio z zimową pogodą na powierzchni, ponieważ znajduje się ona na wysokości 30 km. Ale jak zobaczysz, nasza pogoda bierze swój udział w tej bitwie.
Patrząc na analizę temperatury NASA dla polarnej stratosfery, widzimy duży skok temperatury na poziomie 10 mb (30 km). Wskazuje to na silne ocieplenie, a temperatury utrzymują się powyżej normy do dziś.
Jeszcze niższy jest poziom 100 mb (15-16 km npm), który jest swego rodzaju granicą lub „strefą buforową” między stratosferą a troposferą. Tutaj również możemy zobaczyć skok temperatury, co oznacza, że ocieplenie było dość mocne i szybkie i dotarło do niższych poziomów, granicząc z samą pogodą.
Próbując znaleźć związek między stratosferą a naszą zimową pogodą, warto mieć pod ręką bardziej specjalistyczne obrazy. Szczególnie takiego, który pokazuje wysokość i czas.
Poniższy obrazek przedstawia indeks ciśnienia atmosferycznego. Wartości ujemne oznaczają wyższe ciśnienie, a wartości dodatnie oznaczają niższe ciśnienie. Mamy wysokość od ziemi do szczytu stratosfery (~ 46 km) i po pewnym czasie.
W stratosferze na początku stycznia można zobaczyć silne ujemne wartości, związane z wyższym wzrostem ciśnienia podczas ocieplenia stratosfery. Widzimy, że to wydarzenie i / lub jego wpływ powoli opadał w czasie, osiągając niższe poziomy do połowy i końca stycznia.
Patrząc na ten sam obraz, ale pod kątem anomalii temperaturowych, silne ocieplenie stratosfery jest bardzo oczywiste. Dobrze widoczny jest również ruch w dół tego ocieplenia. Jedyną różnicą w stosunku do poprzedniego obrazu jest skala pionowa, ponieważ ta grafika pokazuje tylko wysokość od 11 km do 46 km. Widać, że fala temperatur z tego ocieplenia dotarła do szczytu troposfery, na granice naszej pogody.
Wiesz już, czym jest wir polarny i jak jego rozpad wpłynął na pogodę, ale żeby zobaczyć związek dalej, potrzebujemy nowego typu zdjęć.
Najlepszym sposobem, aby zobaczyć to połączenie, jest ponowne spojrzenie na wysokość. Ale zamiast patrzeć w czasie, będziesz teraz patrzeć na cały świat z zachodu na wschód (długość geograficzna).
Wspaniałe zdjęcie poniżej zostało wykonane przez Simona Lee i pokazuje anomalie ciśnienia (wysokości) na półkuli północnej na całym świecie 26 stycznia. Widać wyższe ciśnienie łączące stratosferę z niższymi poziomami około -180 długości geograficznej, czyli wokół północnego Pacyfiku. Kolejne rozszerzenie wysokociśnieniowe obejmuje około -60 do -120 długości geograficznej, od Grenlandii do sektora północnej Kanady.
Jeśli spojrzysz na anomalie wysokości (ciśnienia) na 26 stycznia 2021, możemy zobaczyć dokładnie te same systemy wysokiego ciśnienia w tych regionach. Silny system wysokiego ciśnienia na północnym Pacyfiku i jeszcze silniejszy nad północną Kanadą, rozciągający się na biegun północny.
To narastanie wysokiego ciśnienia wokół i do regionów polarnych znacznie zakłóca cyrkulację polarną i subpolarną. Pozwala na uwolnienie zimniejszego powietrza z regionów polarnych na południu, do Europy i Stanów Zjednoczonych.
Kluczowym wnioskiem jest to, że w warunkach silnego wiru polarnego takie załamanie w obrębie wirów polarnych jest bardzo trudne lub mniej prawdopodobne. Silna cyrkulacja polarna może uwięzić zimniejsze powietrze w regionach polarnych, powodując cieplejszą niż zwykle zimę w Europie, a także w większości Stanów Zjednoczonych. Jeśli więc lubisz mroźną i śnieżną zimę, masz większe szanse na sukces w przypadku słabego lub zakłóconego wiru polarnego.
Analiza temperatury z 26 stycznia 2021 pokazuje właśnie to, ponieważ widzimy dużą masę zimniejszego niż normalnie powietrza przemieszczającego się w dół do zachodnich i środkowych Stanów Zjednoczonych. W Europie mamy również zimne anomalie, ponieważ chłodny front przetoczył się przez regiony środkowe i wschodnie. Wynika to z przerwanej cyrkulacji biegunowej, przez dominujące systemy wysokiego ciśnienia.
W tym czasie stratosferyczny wir polarny na wysokości 30 km (poziom 10 mb) jest całkowicie odsunięty na bok nad sektorem syberyjskim. To znacznie ogranicza jego potencjał wpływu pogody na całej półkuli północnej. Obraz ponownie jest autorstwa Simona Lee.
Jak wspomniano wcześniej, zwykle patrzymy na prędkość wiatrów strefowych stratosfery (z zachodu na wschód), aby oszacować siłę wiru polarnego. Poniższa prognoza pokazuje obecne wartości przy 15 m / s, co jest dość niskim wynikiem. Ale jak widać, kolejne osłabienie nadchodzi na początku lutego, prawie odwracając strefowy składnik wiatru w stratosferze.
Patrząc na początek lutego, można zobaczyć, jak silny system wysokiego ciśnienia ponownie zbudował nad Aleutami w stratosferze. Wypchnie / wyciągnie wir polarny z Syberii i nad Grenlandią i Skandynawią.
Wracając do pionowego obrazu z tego samego okresu, możesz zobaczyć, jak wysokie ciśnienie w stratosferze jest silniejsze. To jest obszar wysokiego ciśnienia, który naciska na wir polarny. Widzimy jego „nogi” połączone z niższymi poziomami między -60 a -170 szerokości geograficznej, od zachodniej Grenlandii po Aleuty i Syberię.
Anomalie niskiego ciśnienia (ujemne), które widzisz powyżej z wiru polarnego, są bardzo nachylone, co wskazuje na słabą organizację i ogranicza jej bezpośredni wpływ.
Rzeczywiste anomalie ciśnienia (wysokości) w tym okresie wskazują na trwałe blokowanie wysokiego ciśnienia nad północno-wschodnią Kanadą i nad Syberią, łącząc się z północnym Pacyfikiem. To są dwie „nogi”, które łączą się ze stratosferą. Można również zobaczyć obszary niskiego ciśnienia w Europie oraz w zachodnich i wschodnich Stanach Zjednoczonych.
Anomalia temperaturowa ujawnia chłodniejsze powietrze w częściach wschodnich Stanów Zjednoczonych w miarę przechodzenia frontu, a także na zachodnim wybrzeżu, w systemie niskiego ciśnienia. W Europie kolejny chłodny front obejmuje Europę Środkową i Wschodnią.
Kilka dni naprzód wir polarny będzie grał na zasadach systemu wysokiego ciśnienia nad Aleutami. Prognoza nie jest w tej chwili jasna, ale niektóre pomysły pokazują również potencjalny wir polarny podzielony na dwa rdzenie, co może oznaczać ogromny cios dla wiru polarnego, który kiedykolwiek w pełni się zreorganizuje.
Jeśli nadal lubisz zimę w lutym, nie jest to wcale złe, ponieważ oznacza to, że zimne powietrze będzie nadal odblokowywane dla Europy i Stanów Zjednoczonych, lecz odblokowanie oznacza tylko dostęp do transportu. Potrzebujemy odpowiednich wzorców ciśnienia i systemów, aby faktycznie dostarczać nam to zimne powietrze z północy.
Prognoza ciśnienia w przedziale od 11 do 15 dni pokazuje utrzymujące się systemy wysokiego ciśnienia nad Grenlandią i zachodnim Atlantykiem. Posiadamy również system wysokiego ciśnienia nad północnym Atlantykiem. W międzyczasie obszar niskiego ciśnienia jest nieruchomy nad zachodnią Kanadą, rozciągając się w dół do zachodnich i środkowych Stanów Zjednoczonych. Europa również znajduje się pod wpływem obszaru niskiego ciśnienia, ale nie jest ustawiona odpowiednio do intensywniejszych zimowych wrażeń w tych regionach.
Prognoza opadów śniegu w Ameryce Północnej w tym okresie wskazuje na większe opady śniegu w zachodniej Kanadzie i północno-zachodnich Stanach Zjednoczonych. Obserwujemy również zwiększoną grubość śniegu w środkowych Stanach Zjednoczonych i na Środkowym Zachodzie, rozciągającą się w kierunku północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych z przejściowymi burzami. To tylko prognoza zbiorcza, ale daje wyobrażenie o tym, co mogą zapewnić takie wzorce pogodowe.
W Europie nie widzimy żadnego znaczącego wzrostu grubości śniegu, z wyjątkiem części Europy Środkowej i Wschodniej, prawdopodobnie związanego z przejściowym chłodnego frontu. Więcej opadów śniegu spodziewane jest dalej na wschód od Rosji.
Prognoza temperatury dla tego okresu pokazuje aktywną ścieżkę spływów zimnego powietrza z zachodniej Kanady do zachodnich i środkowych Stanów Zjednoczonych. Pewne zimno może dotrzeć również do północno-wschodnich Stanów Zjednoczonych z przejściowymi burzami. Europa jest podzielona na dwa regiony temperaturowe, przy czym zimniejsze powietrze pozostaje bardziej na północy oraz częściowo w centrum i cieplejsze na południu.
Ponieważ pogoda nie jest taka prosta, w grę wchodzi więcej czynników i dynamiki niż tylko stratosfera i wir polarny. Silną dynamiką, która wpłynie na pogodę w lutym, jest oscylacja Maddena-Juliana lub skrót MJO.
To jest fala w regionach tropikalnych, naprzemiennie mokre i suche, krążąc wokół globu wokół równika. Na poniższym obrazku widzimy mokry epizod pojawiający się na zachodnim Pacyfiku. Ta faza MJO zwykle wspiera budowanie wyższego ciśnienia na północnym Pacyfiku, co jest dokładnie tym, co widzieliście na wykresach prognostycznych. Pojawia się więc silny sygnał wskazujący na wpływ MJO.
Więcej o pogodzie w lutym tutaj
Źródło: www.severe-weather.eu/