Pogoda. Wir polarny wpłynie na pogodę w kolejnych miesiącach. Czy doświadczymy częstych opadów śniegu i mrozu podczas nadchodzącego sezonu zimowego. Sprawdzimy najnowsze prognozy z różnych ośrodków, co umożliwi nam wskazanie prawdopodobnego trendu w pogodzie.
Pogoda długoterminowa. Wir polarny powraca na sezon zimowy 2021/22
Wir polarny właśnie powrócił na zimowy sezon 2021/2022. Rozpoczyna się wczesne ocieplenie stratosferyczne. Nad regionami polarnymi obserwuje się niezwykle wczesne ocieplenie, a jeszcze większe ocieplenie jest spodziewane pod koniec miesiąca.
Wir polarny jest bez wątpienia jednym z kluczowych czynników wpływających na pogodę w półroczu chłodnym. Jest silnie połączony od powierzchni ziemi do stratosfery. Każda silna zmiana lub zakłócenie wiru polarnego może mieć głęboki wpływ na rozwój pogody, dlatego zwracamy szczególną uwagę na aktywność wysoko w stratosferze.
Wszystkie chmury (i nasza pogoda) znajdują się w najniższej warstwie atmosfery zwanej troposferą. Osiąga do około 8 km wysokości nad regionami polarnymi i do około 14-16 km nad tropikami.
Nad nim znajduje się znacznie głębsza warstwa zwana stratosferą. Warstwa ta ma około 30 km grubości i jest bardzo sucha. To tutaj znajduje się słynna warstwa ozonowa. Możesz zobaczyć warstwy atmosfery na poniższym obrazku, z troposferą na dole i stratosferą z warstwą ozonową nad nią.
Pogoda długoterminowa. Wir polarny wpływa również na aurę przy ziemi. Szczególnie zimą
Te warstwy są ważne, ponieważ kiedy słyszysz, jak ludzie mówią o wirze polarnym i jego wpływie, w większości przypadków mają na myśli część stratosferyczną na wyższych wysokościach. Podczas gdy stratosferyczny wir polarny wiruje wysoko ponad naszą pogodą (ale jest silnie połączony i wpływowy), niższy troposferyczny wir polarny faktycznie jest naszą pogodą.
Każdego roku, gdy zbliżamy się do jesieni, biegun północny zaczyna się ochładzać. Jednak atmosfera dalej na południe jest nadal stosunkowo ciepła, ponieważ nadal otrzymuje energię ze Słońca, podczas gdy regiony polarne otrzymują z czasem znacznie mniej. Poniżej widać przesilenie zimowe, ponieważ regiony polarne otrzymują niewielką lub zerową energię słoneczną.
Przykłady wiru polarnego w półroczu chłodnym
Wraz ze spadkiem temperatury w regionach polarnych spada ciśnienie. W stratosferze proces jest taki sam. Wraz ze spadkiem temperatury nad biegunem i wzrostem różnicy temperatur w kierunku południowym, w stratosferze polarnej zaczyna rozwijać się duża cyrkulacja cykloniczna, zwaną również w tym przypadku wirem polarnym.
Poniższy obraz przedstawia typowy przykład wiru polarnego na wysokości około 30 km/18,5 mili (10mb poziomu) w pobliżu szczytu stratosfery podczas chłodnej pory roku.
Jest to w zasadzie bardzo duży cyklon, pokrywający cały biegun północny, aż do średnich szerokości geograficznych. Jest silnie obecny na wszystkich poziomach, od podstaw, ale w różnych kształtach.
Następne zdjęcie poniżej pokazuje wir polarny znacznie niżej, na wysokości około 5 km/3 mil. Ujawnia prawdziwy kształt i rozmiar wiru polarnego bliżej ziemi (zimne kolory). Im bliżej gruntu się znajdujemy, tym bardziej zdeformowany jest wir polarny, z powodu rosnącego wpływu terenu oraz wielu frontów i systemów pogodowych.
Należy pamiętać, że jego „ramiona” sięgają do niższych szerokości geograficznych, wnosząc także chłodniejsze powietrze do niższych szerokości geograficznych.
Pogoda. Wir polarny – Prognoza na sezon zimowy 2021/22
Zwykle patrzymy na wir polarny w stratosferze na poziomie 10mb. To około 28-32 km wysokości. Uważa się, że wysokość ta znajduje się w środku stratosfery i służy jako dobre przedstawienie ogólnej dynamiki wiru polarnego.
Siłę wiru polarnego najczęściej mierzy się siłą wiatrów wewnątrz niego. Zwykle odbywa się to poprzez pomiar prędkości wiatru strefowego (przemieszczającego się z zachodu na wschód) wokół koła podbiegunowego (60°N szerokości geograficznej). Poniżej mamy prognozę zespołową dla wiatrów 10mb.
O tej porze roku mamy dość stały trend ochłodzenia w regionach polarnych. Zwykle oznacza to niższe ciśnienie i silniejsze wiatry. Jak widać na obrazku, prognozuje się, że wiatry osłabną w drugiej połowie miesiąca. To nie jest normalne, więc zobaczymy, co kryje się za tym osłabieniem. Wiatry wzmagają się w dalszej części miesiąca, ale rozpiętość prognoz jest naprawdę wysoka.
Patrząc na anomalie ciśnienia nad regionami polarnymi w ostatnich miesiącach, możemy zauważyć interesujący postęp. Zwróć uwagę na silny wzrost ciśnienia na początku października. Obraz pokazuje również anomalie ciśnienia w pionie. Oczywiste jest, że niedawne nagromadzenie ciśnienia w regionach polarnych również sięgnęło wysokich wartości, wpływając na środkową troposferę.
Te silne systemy pogodowe mogą wysyłać energię w górę do stratosfery, generując różnego rodzaju problemy dla wiru polarnego. Transfer energii nie jest jednak natychmiastowy, ponieważ przeszedł przez różne warstwy atmosfery.
Obecnie widzimy, że wir polarny stratosfery wygląda w dobrej kondycji. Posiada klasyczny okrągły kształt i jest przesunięty nieco w kierunku Syberii.
Temperatura na tym poziomie będzie normalna o tej porze roku w rejonie Arktyki. Aczkolwiek widać małe ocieplenie zaczynające się na Syberii.
Jeszcze w tym tygodniu przewiduje się, że ocieplenie nieco się nasili i przesunie dalej na północno-wschodnią Syberię. Temperatury mogą nie wydawać się zbyt wysokie, ale jak zobaczymy na anomaliach, o tej porze roku jest cieplej niż normalnie.
Wyższe temperatury niż są zwykle w tym okresie
Jak już powiedziano, poniżej mamy anomalię temperatury dla tej wysokości (30 km). Widzimy, że region Syberii jest o 17 stopni cieplejszy niż normalnie. Jak na tę porę roku jest to być może nieco niezwykłe, ponieważ najwcześniejsze ocieplenia pojawiają się zwykle w listopadzie.
Patrząc na stan wiru polarnego w tym czasie, widzimy, że jest on dociskany od strony Pacyfiku. Widzimy tam budujący się obszar wyżowy w parze z falą ocieplenia. Jednak wkrótce zobaczysz, że nadejdzie kolejna silniejsza fala.
Zmiany we wzorcu ciśnienia nad Pacyfikiem
Za około dwa tygodnie wzorzec ciśnienia na północnym Pacyfiku ma się umocnić. Jak widać w poniższej prognozie, nad północnym Pacyfikiem mamy silną falę systemów ciśnienia (fale Rossby’ego). To przekazuje dużo energii i może również wysłać ją w górę do stratosfery.
Poniższa mapa jest wyjątkowa, ponieważ pomaga nam śledzić aktywność fal na półkuli północnej. W zasadzie pokazuje strumień ciepła na granicy troposfery i stratosfery. Jednak głównym wnioskiem jest bardzo wyraźna silna aktywność fal nad Północnym Pacyfikiem, uderzająca w górę do stratosfery.
Druga fala ocieplenia nadejdzie z sektora syberyjskiego
Przewiduje się, że ta druga fala ocieplenia nadejdzie z sektora syberyjskiego. Przewiduje się, że tym razem sięgnie głębiej w rejon koła pobiegunowego. Charakteryzuje się wyższymi temperaturami, sięgającymi głębiej w okolice koła podbiegunowego, podnosząc temperaturę do 18 stopni. Będą to wartości wyższe niż normalnie, ale skierowane dalej w kierunku bieguna.
Poniższa prognoza fali temperatur pokazuje wzrost temperatur w stratosferze w tym tygodniu. Widzimy też, że druga fala rozwija się wkrótce potem i utrzymuje się na podobnym poziomie.
Jeśli chodzi o ciśnienie i pogodę, jest to specjalna grafika, która to pokazuje. Na poniższym obrazku zwróć uwagę na anomalię wysokiego ciśnienia unoszącą się z ziemi, sięgającą do stratosfery. W odpowiedzi widzimy anomalię wyższego ciśnienia obecną w stratosferze, cofającą się w dół. W tej chwili jest to tylko prognoza, ale pokazuje tendencję do sprzężenia zwrotnego w dół wzrostu ciśnienia.
Trudno przewidzieć na ten moment wpływ wiru polarnego na warunki pogodowe podczas nadchodzącej zimy
W tym momencie trudno powiedzieć, jakie (jeśli w ogóle) mogą być skutki pogody. Te wydarzenia stratosferyczne i ich skutki są znacznie bardziej nieprzewidywalne, niż mogłoby się wydawać. Ograniczeniem jest to, że model faktycznie podaje właściwą prognozę powierzchni, aby następnie móc dodać efekty ze stratosfery. W chwili obecnej wszystko to jest nieznane, ze śladami narastania ciśnienia, które zaczynają sięgać ze stratosfery.
Patrząc na prognozę dalekiego zasięgu z ECMWF, możemy faktycznie zobaczyć trendy nowych fal ocieplenia nad Syberią. Poniżej mamy prognozę zespołową na połowę listopada. Pokazuje anomalię temperatury na poziomie 10 mb (30 km/18,5 mil). Długoterminowe prognozy mają swoje ograniczenia, więc patrzymy tylko na trend.
Ten aktualny trend jest zdecydowanie wyraźnym sygnałem, że wir polarny nie będzie miał łatwo na początku tej chłodnej pory roku. Oczywiście będziemy uważnie monitorować sytuację, ponieważ są to tytaniczne zmiany, które mogą zmienić przebieg zimy 2021/2022, jeśli są wystarczająco silne.
Najlepszym przykładem takiego wydarzenia, które zmieniło bieg zimy, okazało się silne ocieplenie stratosfery. Poniżej zobaczysz, jak rozwinęło się główne wydarzenie stratosferyczne w styczniu, zmieniając wzorce pogodowe na półkuli północnej w styczniu i lutym. Został później uznany za głównego winowajcę napływu zimnego powietrza w południowych Stanach Zjednoczonych pod koniec lutego.
Ocieplenie stratosferyczne na zimę 2021/22
Mówiąc prosto, nagłe ocieplenie stratosferyczne (SSW) jest dokładnie tym, co sugeruje nazwa. Jest to nagły wzrost temperatury w stratosferze polarnej w chłodnej porze roku. Ocieplenie stratosfery oznacza, że wir polarny jest osłabiony i może również zapaść się pod naciskiem ocieplenia.
Źródło ocieplenia zwykle pochodzi z dołu do góry, ponieważ silne systemy pogodowe mogą w rzeczywistości skierować dużo energii w górę do stratosfery, zaburzając jej dynamikę.
Na poniższym obrazku widać propagację fali pionowej podczas zimnej pory roku 2008/2009. Zwróć uwagę na czerwone obszary, które pokazują energię przemieszczającą się z niskich poziomów do stratosfery, zaburzając cyrkulacje. Ta energia jest głównie odpowiedzialna za tworzenie ocieplenia stratosferycznego (SSW).
Podczas gdy obecne wydarzenia są klasyfikowane jako niewielkie ocieplenie, byliśmy świadkami dużego ocieplenia stratosferycznego w tym roku, na początku stycznia. Zaczęło się dość wcześnie i zmieniło warunki pogodowe na resztę zimy.
Na początku grudnia wir polarny był na silnym poziomie, osiągając prędkość wiatru strefowego ponad 40 m/s (90 mil na godzinę). W połowie miesiąca, a jeszcze bardziej pod koniec grudnia, wir polarny zaczął słabnąć. Na poniższym wykresie widać, jak wiatr strefowy stał się ujemny na początku stycznia z powodu załamania się wiru polarnego.
Rozpad wiru polarnego miał wpływ na warunki pogodowe w Europie i Stanach Zjednoczonych podczas ubiegłej zimy
Następne zdjęcia poniżej pokazują temperaturę na poziomie 10mb, czyli w środkowej stratosferze na wysokości około 30 kmi. Tutaj wir polarny ma znacznie bardziej okrągły kształt, ponieważ na tej dużej wysokości wpływ terenu i frontów atmosferycznych jest mniejszy.
W każdym razie pod koniec grudnia w stratosferze rozpoczęła się sekwencja ocieplenia, rozszerzając się z Europy na Azję Środkową. Zaczynał pochłaniać zewnętrzne warstwy wiru polarnego. Zimny rdzeń wiru polarnego był w tym momencie wciąż dość silny, z temperaturami niższymi niż -80°C w środku nad Grenlandią.
Zaledwie dwa dni później silna fala ocieplenia osiągnęła swój szczyt nad Syberią, a maksymalne temperatury w tej fali dochodzą do +5°C lub więcej. W normalnych warunkach temperatury są tu o ponad 30-40°C niższe, więc była to bardzo znacząca fala ocieplenia.
W tym czasie rzeczywisty wir polarny na tej wysokości (30 km/18,5 mil) miał bardziej trójkątny kształt. Poniższy obraz przedstawia wirowość, lub w uproszczeniu, energię wiru polarnego. Widzimy, że był wysysany z energii przez silny (ledwo widoczny) system antycyklonowy nad Północnym Pacyfikiem i Aleutami.
Pogoda. Na początku stycznia 2021 zaobserwowano nagłe ocieplenie stratosferyczne
5 stycznia 2021 r. wyznaczono wstępną datę nagłego ocieplenia stratosferycznego, ponieważ wiatry wokół koła podbiegunowego odwróciły się.
Stratosferyczna fala ocieplająca przemieściła się nad całym biegunem północnym w stratosferze, skutecznie dzieląc zimny rdzeń wiru polarnego na dwie części.
Jedna część podzielonego wiru polarnego przemieściła się nad Ameryką Północną, a druga nad sektor europejski. W tym momencie nie ma to wiele wspólnego z zimową pogodą na powierzchni, ponieważ ma to miejsce na wysokości stratosferycznej. Jednak jak zobaczycie, nasza pogoda mocno się zmieniła po tym wydarzeniu.
Rozpad wiru polarnego ściągnął również do Polski zimowe warunki pogodowe na początku 2021 roku
Poniżej możemy zobaczyć analizę temperatury NASA dla stratosfery polarnej. Zwróć uwagę na duży skok temperatury na poziomie 10 mb (30 km) na początku stycznia 2021 r. Pokazuje to silne ocieplenie, a temperatury utrzymują się powyżej normy do początku lutego.
Próbując znaleźć związek między stratosferą a zimową pogodą, warto mieć pod ręką bardziej wyspecjalizowane zdjęcia. Zwłaszcza taki, który łączy wysokość i czas.
Poniższy obrazek pokazuje wskaźnik ciśnienia atmosferycznego. Wartości ujemne wskazują niższy nacisk (kolory niebieskie), a wartości dodatnie wskazują wyższe ciśnienie (kolory czerwone). Mamy wysokość od ziemi do środkowej stratosfery (~30 km/18,5 mili) na początku 2021 roku.
Na początku stycznia 2021 można zaobserwować silne dodatnie wartości w stratosferze, związane ze wzrostem ciśnienia podczas ocieplenia stratosferycznego. Wpływ wysokiego ciśnienia z czasem powoli opadał, osiągając niższe poziomy od połowy do końca stycznia. Utrzymywało się to do końca lutego, wpływając na cyrkulację pogody, nawet gdy ocieplenie stratosferyczne już się skończyło.
Opracowaliśmy analizę okresu zimowego styczeń-luty 2021 r., pokazującą anomalie ciśnienia i temperatury. Pierwszy rysunek poniżej przedstawia anomalie ciśnienia. Możesz zobaczyć silny system wysokiego ciśnienia obecny nad biegunem północnym. Ten dominujący system wysokiego ciśnienia powstał w wyniku ocieplenia stratosferycznego i zapadnięcia się wiru polarnego, jak widać na powyższym obrazku.
Silny system wysokiego ciśnienia nad Arktyką może poważnie zakłócić cyrkulację pogody i uwolnić zimne powietrze z regionów Arktyki w kierunku średnich szerokości geograficznych. Poniższy obraz przedstawia anomalie temperatury powierzchni w okresie styczeń-luty 2021 roku. Wyższe niż normalne temperatury panowały w systemie wysokiego ciśnienia nad regionami polarnymi. Zimne arktyczne powietrze zostało mocno wyparte na Syberię, a także do zachodniej Kanady i południowo-środkowych Stanów Zjednoczonych.
Pogoda. Wir polarny i zimowa pogoda
Silny wir polarny zwykle oznacza silną cyrkulację polarną nawet na niższych poziomach. Może zablokować zimne powietrze w regionach polarnych, tworząc łagodniejsze zimy w większości Stanów Zjednoczonych i Europy. Upadek wiru polarnego jest tak dynamiczny, jak się wydaje, ponieważ wyższe ciśnienie spada, wypychając zimne powietrze z regionów polarnych do Stanów Zjednoczonych i/lub Europy.
Powoduje to reakcję łańcuchową, która może zakłócić prąd strumieniowy, tworząc obszar wysokiego ciśnienia nad kołem podbiegunowym. To może uwolnić zimne arktyczne powietrze do Europy i Stanów Zjednoczonych. Poniżej mamy przykładowe obrazy ze wspaniałej witryny analizującej SSW w ESRL/NOAA, która pokazuje dwa przykłady zim z wydarzeniem SSW. Zima 1984/1985 i zima 2008/2009.
Górny rząd przedstawia warunki stratosferyczne z anomaliami ocieplenia i wirem polarnym podzielonym na dwie części. Dolny rząd pokazuje anomalie temperatury powierzchni, które nastąpiły po tych wydarzeniach, z bardzo mroźną zimą w 1985 roku i chłodniejszą pogodą po wydarzeniu SSW w 2009 roku.
Pogoda. Osłabienie i rozpad wiru polarnego wielokrotnie ściągał do Europy i Stanów Zjednoczonych wyjątkowo chłodne masy powietrza
Przyglądając się bliżej ociepleniu z 1985 r., możemy zobaczyć ocieplenie stratosferyczne (kolory czerwone) w miarę postępującego w czasie. Ostatecznie połączył się z powierzchnią, zwiększając ciśnienie nad biegunem północnym w połowie stycznia i w lutym. Wydarzenie to pomogło tej zimy uwolnić chłodniejsze powietrze do zachodniej i środkowej Europy oraz północnych Stanów Zjednoczonych.
Poniżej mamy anomalie temperatury powierzchni, od 0 do 30 dni po ociepleniu stratosfery w 1985 roku. Widzimy wyraźny bardzo zimny sygnał z północnej i środkowej Europy i oczywiście z dużej części Stanów Zjednoczonych. Regiony polarne były cieplejsze niż normalnie w silnym systemie wysokiego ciśnienia, generowanym przez ocieplenie stratosferyczne.
Jeśli połączymy wszystkie zdarzenia ocieplenia stratosferycznego i spojrzymy na pogodę 0-30 dni po ociepleniu stratosferycznym, otrzymamy ciekawy obraz.
Poniżej mamy odpowiednią średnią temperaturę 0-30 dni po wydarzeniu SSW. W większości Stanów Zjednoczonych panuje trend chłodniejszy niż zwykle, a także w Europie, z wyjątkiem części południowo-wschodniej. Uwaga: jest to przeciętny obraz wielu wydarzeń SSW. Każde indywidualne ocieplenie stratosferyczne jest inne i samo w sobie nie oznacza automatycznie silnego wzorca zimowego.
Poniżej widzimy, że ciśnienie zwykle wzrasta nad regionami polarnymi i spada nad Europą i zachodnim Atlantykiem. Jest to mocno zakłócona cyrkulacja, która pomaga stworzyć swobodną ścieżkę dla chłodniejszego polarnego powietrza, aby wydostać się z regionów polarnych.
Patrząc na anomalie śnieżne poniżej, możemy zobaczyć ponadprzeciętne opady śniegu na większości wschodnich Stanów Zjednoczonych, a także Europy. Jest to naturalna reakcja, ponieważ zazwyczaj po dużym ociepleniu stratosferycznym zimniejsze powietrze ma łatwiejszą drogę na południe i do tych regionów.
Źródło tekstu: severeweather.com, tłumaczenie własne
Wieloletni pasjonat meteorologii, zjawisk konwekcyjnych z głównym naciskiem na burze. Interesuje go również metrologia i wiarygodne pomiary wielkości fizycznych w meteorologii. Oprócz tego jest wieloletnim operatorem drona z uprawnieniami nadanymi przez ULC
1 komentarz do “Pogoda. Wir polarny wpłynie na pogodę w kolejnych miesiącach. Czy będzie częsty śnieg i mróz zimą 2021/22?”
Możliwość komentowania została wyłączona.