Wiosenna pogoda już opanowuje półkulę północną, ale przejście od zimy do wiosny nigdy nie jest takie proste. Obecnie wpływ na pogodę ma wir polarny, który w kolejnych tygodniach wygaśnie aż do następnej zimy. Do Europy coraz częściej docierać będą ciepłe masy powietrza.
Zmiana pór roku wymaga dużo energii i nic dziwnego, że pogoda jest pełna energii. Jak zobaczysz, ta sama moc, która spowodowała napływy zimnych arktycznych mas powietrza w Stanach Zjednoczonych i Europie. Będzie teraz dążyć do dalszej stabilizacji wiosennych wzorców pogodowych.
Pogoda a cyrkulacja polarna
Każdej zimy dużo słyszymy o prądzie strumieniowym, wirze polarnym i cyrkulacji polarnej. Wszystkie są częścią tego samego systemu i mają bezpośredni wpływ na naszą pogodę.
Poniższy przykładowy obraz przedstawia wszystko w jednym, ponieważ pokazuje temperaturę na wysokości około 4 km. Ładnie zarysowuje główny rdzeń wiru polarnego nad półkulą (zimne kolory). Prąd strumieniowy znajduje się zwykle na granicy między masami ciepłego i zimnego powietrza.
Aby lepiej śledzić wszystkie te procesy, wymyślono prosty indeks pogodowy, zwany oscylacją arktyczną (AO). Jest to bardzo podobne do indeksu giełdowego na Wall Street, ponieważ również rośnie (oscyluje) w górę i w dół.
Wpływ Oscylacji Arktycznej na pogodę
Oscylacja Arktyki jest po prostu obliczana na podstawie anomalii ciśnienia nad biegunem północnym. Kiedy nad regionami polarnymi panuje wysokie ciśnienie, AO jest ujemne. A kiedy niskie ciśnienie dominuje w regionach polarnych, AO jest dodatnie, co oznacza silniejszą cyrkulację polarną.
Poniżej mamy bardzo prosty schemat oscylacji arktycznej (AO). Dodatnie AO oznacza silny prąd strumieniowy i silną cyrkulację. Zatrzymuje chłodniejsze powietrze w regionach polarnych, z łagodnymi / ciepłymi warunkami przeważającymi zwykle na średnich szerokościach geograficznych. Jest odwrotnie w ujemnym trybie AO, w którym zimniejsze powietrze ma łatwiejszy sposób na ucieczkę z regionów polarnych i przemieszczanie się w dół do Europy lub części Stanów Zjednoczonych.
Poniższy rysunek przedstawia typową anomalię ciśnienia w trybie ujemnej cyrkulacji biegunowej (AO). Widać wysokie ciśnienie dominujące na biegunie północnym. To uwalnia zimne powietrze z Arktyki do Europy i Stanów Zjednoczonych.
Patrząc na rozkład temperatur podczas ujemnej cyrkulacji biegunowej, można zobaczyć przemieszczone zimne powietrze. Mamy zimniejsze niż zwykle powietrze nad środkowymi i wschodnimi Stanami Zjednoczonymi, Europą Północną i Środkową oraz Syberią.
Poniżej znajduje się anomalia ciśnienia na poziomie morza na zimę 2020/2021. Możemy ładnie zobaczyć dokładny wzór, jak pokazuje ujemna oscylacja arktyczna powyżej. Wysokie ciśnienie nad Biegunem Północnym i niskie ciśnienie przesunięte w kierunku niższych szerokości geograficznych.
Anomalie temperatur zimą 2020/2021 są również podobne do ujemnej cyrkulacji biegunowej. Bardzo zimna Eurazja, z niższymi temperaturami również w Europie Zachodniej i większości południowej i wschodniej części Stanów Zjednoczonych. To prawie 3-miesięczna średnia, więc nie obserwuje się pojedynczych ognisk ochłodzenia, z wyjątkiem południowych Stanów Zjednoczonych, które były bardzo intensywne.
Poniżej mamy prognozę oscylacji arktycznej (AO), która pokazuje również wartości historyczne od połowy listopada. AO jest obecnie dodatnie, po tym jak przez większość zimy pozostawało ujemne, jak widzieliśmy powyżej. Prognoza utrzymuje ją pozytywnie, po krótkiej korekcie pogody w nadchodzących dniach.
Od zimy do wiosny
Ta zima była być może nieco niezwykła, jeśli chodzi o cyrkulację na biegunach. Przez większą część sezonu zimowego cyrkulacja pogody na biegunach utrzymywała się w trybie ujemnym.
Poniższy obrazek przedstawia dwa wykresy. Na dole mamy wskaźnik cyrkulacji polarnej (AO), który jest silnie ujemny przez większą część sezonu zimowego. Powyżej mamy anomalię ciśnienia w dolnych 30 km atmosfery.
Co wyróżnia się, to silne anomalie wysokiego ciśnienia spadające z wyższych warstw atmosfery w styczniu. Było to spowodowane silnym ociepleniem stratosfery i załamaniem się wiru polarnego. Wiele już napisano o tym wydarzeniu, a na dole zamieścimy link do bardziej szczegółowej analizy tych wydarzeń i ich wpływu na naszą pogodę.
Zjawisko ocieplenia w stratosferze mocno zakwestionowało cyrkulację, najpierw w stratosferze, a potem również w dół, wpływając na naszą pogodę w styczniu i lutym również w Polsce, ale w ciągu ostatnich trzech tygodni widzimy, że niższe ciśnienie zaczęło przejmować. Część pochodzi z odzyskującego się wiru polarnego, który łączy się z powierzchnią (niebieskie strzałki).
Poniższy obrazek przedstawia kolejną analizę anomalii ciśnienia, ale w dolnych 50 km atmosfery. Możesz zobaczyć silne pozytywne anomalie, które zaczynają się na początku stycznia, szybko schodzą na powierzchnię i wpływają na naszą pogodę. To było silne wydarzenie związane z ociepleniem stratosfery.
Ale możesz również zobaczyć na poniższym obrazku, że anomalie niskiego ciśnienia dominują teraz w wyższych warstwach atmosfery. Jest to znak, że cyrkulacja biegunowa na tym poziomie teraz się regeneruje, rozszerzając swój wpływ w dół i wzmacniając cyrkulację biegunową, popychając ją w tryb dodatni.
Patrząc na prognozę, widzimy, że ten obszar niskiego ciśnienia rozciąga się w dół od wyższych poziomów atmosfery w kierunku powierzchni i wpływa na naszą pogodę. Tendencja ta utrzyma się do końca marca, a także na początku kwietnia 2021 r.
Wir polarny i jego wpływ na pogodę
Te wyższe poziomy są domeną stratosferycznego wiru polarnego. Widzenie tych anomalii niskiego ciśnienia rozciągających się w dół może tylko oznaczać, że wir polarny ponownie się wzmocnił, próbując przejąć kontrolę nad wzorcami pogodowymi.
Poniżej znajduje się obraz wiru polarnego na wysokości około 30 km. Możesz zobaczyć jego kształt i temperaturę. Obecnie przemieszcza się w kierunku sektora syberyjskiego. Jest w dobrej kondycji, a temperatura rdzenia dochodzi do -70 °C.
Pod koniec marca nad sektorem Pacyfiku wyłoni się system wysokiego ciśnienia, napierający na wir polarny. Niewielkie ocieplenie obserwuje się w Azji Wschodniej, ale nie powinno to zbytnio zakłócać wiru polarnego, ponieważ zachowa on jego spokój.
Jednym ze sposobów pomiaru siły stratosferycznego wiru polarnego jest obserwacja prędkości wiatru wokół niego. Pomyśl o tym jak o prądzie strumieniowym na większej wysokości. Poniższy obraz prognozy autorstwa Simona Lee pokazuje prędkość wiatru nieznacznie zwiększającą się do końca marca, ale w kwietniu wir polarny zacznie tracić siłę.
Atmosfera polarna ogrzewa się wiosną, podnosząc temperatury w rejonach Arktyki. Wraz ze wzrostem temperatury w stratosferze rośnie ciśnienie. Stratosferyczny wir polarny zwykle charakteryzuje się bardzo niskimi temperaturami i niskim ciśnieniem, więc to środowisko nie jest sprzyjające. Powoli, każdej wiosny wir polarny zaczyna słabnąć, zwykle tracąc swój wpływ w połowie wiosny. Następnie powraca jesienią, gdy temperatura i ciśnienie w polarnej stratosferze zaczynają spadać.
Rozszerzona prognoza ECMWF przewiduje również rozpoczęcie sekwencji wyłączania wiru polarnego w kwietniu. Zakończenie wiru polarnego rozważa się, gdy strefowe prędkości wiatru osiągną 0. Według tej prognozy nastąpi to w drugiej połowie kwietnia 2021 r.
Obecnie mamy system niskiego ciśnienia przechodzący przez Stany Zjednoczone, podczas gdy nad nim znajduje się grzbiet w Kanadzie. System niskiego ciśnienia przyniósł duże ilości śniegu, a także intensywne okresy chłodu, które będzie kontynuowana w najbliższych dniach.
Nad północnym Atlantykiem stacjonuje system wysokiego ciśnienia, tymczasowo pomagając w transporcie zimniejszego powietrza z północy do Europy. Jest to obecnie nieco osłabiona cyrkulacja polarna, którą widzieliśmy w prognozie we wcześniejszej części artykułu. Wpłynie ona również na pogodę w Polsce. Szczególnie w drugiej części bieżącego tygodnia.
Anomalie temperaturowe ujawniają przejście zimnego systemu nad środkowymi Stanami Zjednoczonymi. W tym samym czasie przepływ południowy przynosi do środkowej Kanady nietypowe dla pory roku temperatury. Alaska i północno-wschodnia Kanada są pod prądem bardziej północnym, z zimniejszymi wybuchami powietrza.
Po drugiej stronie Atlantyku Europa będzie narażona na wtargnięcie zimnego powietrza z północy, zniesione przez system wysokiego ciśnienia na północnym Atlantyku.
Przejście do ostatniego tygodnia marca przyniesie spadek ciśnienia na Biegunie Północnym. Jak widać wcześniej w artykule, jest to prawdopodobne połączenie stratosferycznego wiru polarnego w dół, próbującego zreorganizować cyrkulacje polarną. Przedłużenie niskiego ciśnienia obejmie zachodnią Kanadę i zachodnie Stany Zjednoczone, podczas gdy system wysokiego ciśnienia obejmie wschodnią Kanadę i wschodnie Stany Zjednoczone.
W międzyczasie system wysokiego ciśnienia przeniesie się z Atlantyku do północno-zachodniej Europy, utrzymując przepływ z północy na wschód nad Starym Kontynentem.
Wir polarny zacznie zanikać
Obszar niskiego ciśnienia nad Biegunem Północnym wzmocni się z powodu stratosferycznego wiru polarnego, który osiągnie szczytową siłę pod koniec marca, przed rozpoczęciem sekwencji spowolnienia.
Możesz zobaczyć na dwóch poniższych obrazach, gdzie będzie pozycja wiru polarnego. Pierwsze zdjęcie znajduje się na wysokości około 20 km (poziom 50 mb) i przedstawia rdzeń wiru nad Arktyką. Drugi obraz przedstawia wzór ciśnienia na niższych poziomach (5 km), z silnym systemem niskiego ciśnienia bezpośrednio pod rdzeniem wiru stratosferycznego.
Jednak na początku kwietnia prawdopodobnie nastąpi niewielka korekta. Obszar wysokiego ciśnienia nad północno-zachodnią Europą będzie pełzał dalej na północny wschód od Skandynawii. Za nim na północnym Atlantyku dominować będzie obszar niskiego ciśnienia.
W Ameryce Północnej prawdopodobnym scenariuszem jest przejście obszaru niskiego ciśnienia z zachodnich Stanów Zjednoczonych na wschód, prawdopodobnie osłabiając się po drodze. Obszar wysokiego ciśnienia pozostaje nad wschodnią Kanadą i wschodnimi Stanami Zjednoczonymi. Nadal mamy dominujący obszar niskiego ciśnienia nad Biegunem Północnym, co powinno utrzymywać zimniejsze powietrze bliżej regionów polarnych.
Poniższa prognoza temperatur pokazuje najzimniejsze powietrze pozostające bliżej regionów polarnych. W północno-wschodnich Stanach Zjednoczonych i wschodniej Kanadzie panują cieplejsze niż normalnie warunki w systemie wysokiego ciśnienia.
Reszta kontynentu pozostaje w dość normalnych warunkach. Wyjątkiem jest południowy i częściowo południowo-wschodni region Stanów Zjednoczonych. Tam mogliśmy zobaczyć chłodniejsze warunki, a także trudniejszy potencjał pogodowy, ponieważ system niskiego ciśnienia przechodzi z zachodu na wschód.
W Europie kontynent będzie się rozgrzewał, gdy system wysokiego ciśnienia przesunie się dalej na wschód i północny wschód, a na Atlantyku pojawi się niskie ciśnienie. W Skandynawii, w systemie wysokociśnieniowym, spodziewane są temperatury cieplejsze niż normalnie, co zwiastuje „wybuch wiosny” również w Polsce.
Pogoda. Zmienna aura na przełomie pór roku
Pomimo przejścia na silniejszy tryb cyrkulacji biegunowej, z aktywacją wiosennej pogody, chłodne fronty w okresie przejściowym mogą być częstym zjawiskiem we wczesnych tygodniach wiosny.
Patrząc na trendy prognoz niektórych zespołów dla Europy i Polski możemy zobaczyć, że temperatury sezonowo rosną. Tendencje temperaturowe nie wskazują na rozwój długich okresów zimna, z prawdopodobnymi jedynie przejściowymi chłodnymi frontami. Prognozy pokazują trendy dla Warszawy, Poznania i Krakowa oraz Gdańska.
Temperatury na tych obrazach są na poziomie ciśnienia 850 mb, czyli około 1500 m (5000 stóp) wysokości. Daje to wyobrażenie o rodzaju masy powietrza (zimniej / cieplej). Temperatury na powierzchni są w większości przypadków o kilka stopni wyższe.
Każda linia przedstawia jedno obliczenie z zestawu. Prowadzenie tak wielu prognoz jednocześnie pozwala dostrzec bardziej prawdopodobne scenariusze i siłę rozwijających się trendów. Każde obliczenie ma nieco inny warunek początkowy, aby skompensować niepewność w analizie modelu.
Pogoda według modelu CFSv2
Patrząc w przyszłość na cały kwiecień, prognoza ciśnienia z CFSv2 pokazuje silne obszary wysokiego ciśnienia w północno-zachodniej Europie i na północnym Pacyfiku. Nie widzimy żadnych stref wysokiego ciśnienia obecnych na biegunie północnym, co oznacza, że cyrkulacja polarna będzie w bardziej dominującym trybie dodatnim w tym miesiącu.
Jak pokazuje poniższa prognoza temperatur, nad Europą nie ma silnej anomalii ciepłego powietrza. Wynika to z obszaru wysokiego ciśnienia nad północno-zachodnią Europą, który może pompować chłodniejsze powietrze z północy i wschodu w dół po swojej wschodniej stronie, obracając się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Widzimy dodatnie anomalie temperaturowe w Europie Środkowej, ale większość Europy ma temperatury zbliżone do normalnych, z wyjątkiem Skandynawii i Rosji.
Nad Stanami Zjednoczonymi obszar wysokiego ciśnienia na północnym Pacyfiku zwykle oznacza niższe ciśnienie nad zachodnią Kanadą, sięgające do zachodnich Stanów Zjednoczonych. Przekłada się to na potencjalnie chłodniejszy transport powietrza z północy do zachodnich i północno-zachodnich Stanów Zjednoczonych. Z drugiej strony oznacza to cieplejszy przepływ bardziej na południe dla środkowych i wschodnich Stanów Zjednoczonych. Prognoza temperatury na kwiecień poniżej pokazuje, że większość Ameryki Północnej ma temperatury cieplejsze niż normalne.
