Wir polarny gwałtownie osłabnie. Nadchodzi intensyfikacja ocieplenia stratosferycznego na przełomie stycznia i lutego. Czekają nas duże anomalie pogodowe i okresami tęgi mróz oraz intensywne śnieżyce na półkuli północnej.
Wir polarny zaczyna zmniejszać intensywność. W prognozach widać intensyfikacje SSW – Sudden Stratospheric Warming, czyli nagłe ocieplenie stratosferyczne
Wir polarny zaczyna słabnąć, gdyż zapowiada się silne ocieplenie stratosferyczne w kolejnych dniach. Jak wskazuje prognoza, wir polarny będzie mocno zdeformowany, ale nie ulegnie całkowitemu załamaniu. Te ważne wydarzenia mogą mieć znaczący wpływ na resztę zimy w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Europie.
Pogoda i stratosferyczny wir polarny są silnie powiązane, zwłaszcza zimą. Tak więc ma to ogromne znaczenie w jakim kształcie lub formie jest wir polarny, gdy przechodzimy przez zimny sezon pogodowy.
Przyjrzymy się ważnej roli wiru polarnego w sezonie zimowym i jak może on kształtować naszą pogodę, gdy jest silny lub słaby. Ale co ważniejsze, przyjrzymy się bliżej najnowszym prognozom i temu, jak wydarzenia zakłócające wir polarny mogą być głównym graczem przez resztę zimy.
Cyrkulacja polarna w atmosferze
Gdy zmierzamy ku jesieni, obszary polarne zaczynają się ochładzać. Dzieje się tak, ponieważ słońce znajduje się niżej i mniej energii dociera do bieguna północnego. Jednak, gdy temperatura na biegunach spada, atmosfera dalej na południu jest nadal stosunkowo ciepła.
Powoduje to silną różnicę temperatur pomiędzy regionami polarnymi i podzwrotnikowymi, a na półkuli północnej zaczyna rozwijać się duża cyrkulacja niżowa (cykloniczna). Rozciąga się ona od warstw powierzchniowych wysoko w górę atmosfery. Jest to znane jako wir polarny.
Wir polarny rozciąga się wysoko w atmosferze. Możesz zobaczyć warstwy atmosfery na poniższym obrazku. Najniższy poziom atmosfery nazywany jest troposferą, gdzie występują wszystkie zjawiska pogodowe. Ale powyżej mamy Stratosferę, głębszą i bardziej suchą warstwę oraz dom warstwy ozonowej.
Na kształt i intensywność wiru polarnego wpływa wiele czynników
Z tego powodu mamy tendencję do rozdzielania całego wiru polarnego na część górną (stratosferyczną) i dolną (troposferyczną). Obie odgrywają swoją rolę inaczej, dlatego monitorujemy je osobno. Jednak bardzo ważne jest też to, czy są one odpowiednio połączone-obrazek wykonany przez NOAA-Climate.
Górna (stratosferyczna) część jest bardziej kolista i symetryczna, ponieważ wiruje wyżej nad ziemią. Natomiast dolna struktura wiru polarnego jest znacznie bardziej nierówna i głównie zaburzona. Wynika to z wpływu ukształtowania terenu/gór i silnych układów ciśnienia działających jako przeszkody w przepływie.
Mocno rozciągnięty Polar Vortex w środkowej stratosferze
Poniższe zdjęcie przedstawia mocni rozciągnięty wir polarny na wysokości około 30km/18.5mile w środkowej stratosferze podczas zimy. Jest on okrągły, a temperatura szybko spada w kierunku jego zimnego wewnętrznego jądra.
Silniejsze wiatry występują zazwyczaj na zewnętrznej krawędzi, zwanej również „strefą surfingu”. Wiatry mają ogromne znaczenie przy opisywaniu wiru Polarnego, ponieważ zazwyczaj jako pierwsze pokazują, że coś w nim się zmienia.
Na poniższym obrazku mamy dolne warstwy wiru polarnego na wysokości około 5km/3mil. Im bliżej ziemi się znajdujemy, tym bardziej deformuje się wir polarny. Dzieje się tak dlatego, że musi on oddziaływać z ukształtowaniem terenu i silnymi układami ciśnienia wokół półkuli.
Wir polarny zachowuje się jak duży cyklon
Zauważmy, że zimne „ramiona” rozciągają zimniejsze powietrze i opady śniegu w niższych szerokościach geograficznych. Ramiona te posiadają dużą energię i mogą wywoływać silne zimowe burze, jak np. ostatnia inwazja chłodu w Stanach Zjednoczonych.
Zobacz też: Mróz w Polsce do -10°C pojawi się nagle. Zgniły wyż, marznąca mgła, mżawka i śnieg ziarnisty
Podsumowując, wir polarny zachowuje się jak bardzo duży cyklon, obejmujący cały biegun północny aż do średnich szerokości geograficznych. Jest on połączony przez wszystkie poziomy atmosfery, od ziemi w górę, ale może mieć różne kształty na różnych wysokościach.
Monitorujemy każdą aktywność wiru polarnego, ponieważ może on mieć wpływ na pogodę na całej półkuli północnej. I to niezależnie od tego, czy jest on słaby czy silny.
Silny wir polarny zazwyczaj oznacza silną cyrkulację polarną. To zamyka zimniejsze powietrze w kręgu arktycznym, tworząc łagodniejsze warunki dla większości Stanów Zjednoczonych i Europy.
Dla kontrastu, słaby wir polarny, tworzy słaby wzór prądu strumieniowego. W rezultacie trudniej jest mu zatrzymać zimne powietrze, które może teraz uciec z regionów polarnych do Stanów Zjednoczonych i Europy. Zdjęcie autorstwa NOAA.
Jest to duży obszar cykloniczny wirujący nad całą półkulą północną, od ziemi po szczyt stratosfery i dalej, osiągający ponad 50km/31 mil wysokości.
Co zatem dzieje się obecnie z wirem polarnym?
Wir polarny jest wydłużony, będąc ściśniętym pomiędzy dwoma obszarami wysokiego ciśnienia. Widać go na poniższym obrazie prognozy, który pokazuje poziom średniej stratosfery (30km/18.5mile). Strefa wysokiego ciśnienia znajduje się nad północnym Pacyfikiem i zachodnim Oceanem Arktycznym. Wir polarny nadal posiada szerszy zimny rdzeń, ale na początku bieżącego tygodnia w stratosferze nad Syberią prognozowane jest pojawienie się obszaru ocieplenia.
Niżej, na wysokości około 23km/14mil, znajduje się poziom ciśnienia 30mb. Nawet tutaj możemy zauważyć wydłużanie się wiru polarnego, przy czym w ciągu dwóch dni pojawia się obszar ocieplenia. Im niżej schodzimy, tym ocieplenie zwykle jest słabsze, ale jeśli schodzi niżej, to zwykle jest trwalsze i może mieć szerszy wpływ.
Wydłużona struktura Polar Vortex
Jeśli spojrzymy na strukturę 3D, możemy w pełni zobaczyć wydłużoną strukturę wiru polarnego. Wydłużenie jest obecne na całej w całym przekroju, od górnych poziomów do dolnych. To pokazuje, że wyż stratosferyczny jest obecny na półkuli wschodniej i zachodniej, naciskając na wir polarny.
Innym sposobem na przyjrzenie się strukturze pionowej jest spojrzenie na anomalie ciśnienia w atmosferze. Poniższy obraz jest autorstwa weatheriscool.com, i może wyglądać na skomplikowany, ale jest dość łatwy do odczytania. Góra obrazu to szczyt Stratosfery, a dół to poziom powierzchni. Kolor niebieski oznacza niższe ciśnienie, a czerwony – wyższe.
Wir polarny sprzężony z obszarem niżowym w troposferze
Patrząc poniżej jest to wzór ciśnienia prognozowany na początek tego tygodnia. Widać dwa zaznaczone obszary niskiego ciśnienia. Są to te same punkty łączące, które pokazaliśmy na poprzednim zdjęciu, łączące się z wirem polarnym wyżej w stratosferze.
Zwróćmy jednak uwagę na silny obszar wysokiego ciśnienia rozciągający się od północnego Atlantyku nad północną Europą i dalej na wschód. Ten region będzie współodpowiedzialny za dostarczenie dodatkowej energii do stratosfery. Będzie to napędzać więcej zakłóceń dla wiru polarnego.
Prognoza intensywności wiru polarnego
Jak wspomniano, temperatury w Stratosferze już rosną, gdyż rozwija się fala ocieplenia. Widać to na poniższym obrazku autorstwa NOAA/CPC. Czerwona linia to analiza, pokazująca wzrost temperatury stratosferycznej od początku stycznia. Po uderzeniu w rekordowo niskie temperatury w środkowej stratosferze.
Silne SSW przed nami, nie pozostanie to bez wpływu na pogodę w ostatnich tygodniach meteorologicznej zimy na półkuli północnej
Ale zielone linie (w czarnej ramce) to prognoza, pokazująca silniejsze nadchodzące wydarzenie. I jak wskazują niektóre prognozy, może to podnieść temperatury stratosferyczne do rekordowo wysokich poziomów jak na tę porę roku.
Jeśli spojrzysz na anomalie temperatury w stratosferze poniżej, możesz zobaczyć, że były one zimniejsze niż normalnie przez większość sezonu do tej pory. Jednak część prognozy pokazuje wprost przeciwny wzór, z silnymi ciepłymi anomaliami, które teraz nadchodzą.
Poniższa prognoza ECMWF ensemble pokazuje prognozę średniej stratosfery na ostatni tydzień stycznia. Ponownie widać silne wydarzenie SSW krążące wokół wiru polarnego, tworzące silne zaburzenia w stratosferze.
Do tego celu mamy specjalny rodzaj grafiki. Poniżej widać wykres strumienia ciepła na 100mb. Pokazuje on transport temperatury z troposfery do stratosfery. Ponownie widać kilka silnych regionów z dodatnim transferem ciepła/energii w górę.
Ekstremalna anomalia temperatury w rejonie Syberii. Przełom stycznia i lutego 2023 r. z silnym SSW w stratosferze
Patrząc na stratosferę, można zobaczyć w poniższej prognozie, gdzie przejawia się to w średnich poziomach. Bardzo silny obszar ocieplenia (SSW) ma pojawić się nad Syberią. Prognozuje się, że temperatury osiągną poziom powyżej zera, osiągając szczyt około 20°C (68°F). To niezwykle wysoka temperatura dla stratosfery o tej porze roku, która wskazuje na wystąpienie SSW.
Możemy spojrzeć na prognozę anomalii dla tego poziomu, aby zobaczyć, jak bardzo jest on nienormalny. Szczytowa anomalia wynosi 65°C powyżej normy (117°F). Jest to znacząca fala ocieplenia, jeśli pojawi się w okolicy tych poziomów.
Anomalia ciśnienia pokazuje również silny stratosferyczny układ wysokiego ciśnienia wpychający się w wir. Powoduje on silne przemieszczenie wiru. Wraz z silną falą temperatury tworzy to znaczne zaburzenie cyrkulacji stratosferycznej.
Jeszcze lepiej widać to na profilu pionowym 3D. Wir polarny jest mocno ściśnięty i rozciągnięty. Widać więc ładnie jak stratosferyczny obszar wysokiego ciśnienia wpycha się w wir.
Europejski model ECMWF daje sygnał silnego SSW
ECMWF pokazuje ciepłe anomalie obejmujące stratosferyczne obszary polarne w pierwszych dniach lutego. Pomimo, że wir polarny nadal jest obecny i odsunięty, to jest on mocno osłabiony.
Poniższa prognoza na początek lutego pokazuje przesunięcie wiru polarnego na wschód i zmniejszenie jego rozmiarów. Widać szczątkowe ocieplenie wciąż owijające się wokół wiru polarnego. Jednak pomimo miniaturowej wersji, wir nie zniknął i utrzymuje dobrą cyrkulację wokół swojego rdzenia.
Widać to jeszcze lepiej, jeśli spojrzymy na pionową strukturę 3D. Na górnych poziomach mamy mniejszą wersję wiru polarnego, odsuniętą od koła podbiegunowego. Ale schodząc w dół, struktura wiru polarnego obejmuje duży obszar, mimo że jest zdeformowana wyżej. To pokazuje potencjalne ograniczenia tego zdarzenia zakłócającego w stratosferze.
Pogoda w lutym 2023 r. może być dynamiczna i śnieżna w wielu regionach na półkuli północnej
Poniżej prognoza temperatury i ciśnienia dla dolnej Stratosfery (19km/12 mil). Widać, że fala ocieplenia rzeczywiście sięga dalej, aż do tych wysokości. Jednak kształt wiru polarnego jest większy, ponieważ fale ciśnienia są słabsze na tych poziomach i wykazują mniejszy efekt niż na wyższych poziomach. Tak jak widać to na poprzednim obrazku.
Patrząc ponownie na anomalie pionowe, możemy zauważyć osłabiony wir polarny w stratosferze. Stracił on nieco połączenie ze wschodnimi częściami półkuli północnej. Jednak nadal wykazuje połączenie w dół w okolicach wschodniej Kanady i Grenlandii.
Widać to, jeśli spojrzymy na układ ciśnienia na niższych poziomach. Zauważmy szeroki obszar niskiego ciśnienia nad Kanadą, północnymi Stanami Zjednoczonymi i Grenlandią. Jest to prawdopodobne główne połączenie ze stratosferycznym wirem polarnym, jeśli chodzi o czyste anomalie.
Patrząc na prognozę temperatury na ten sam okres, można zauważyć powrót zimnego powietrza do dużej części Stanów Zjednoczonych. Dzieje się tak dlatego, że obszar niskiego ciśnienia znajduje się nad północno-wschodnimi Stanami Zjednoczonymi i wschodnią Kanadą, co umożliwia spływ północny do Stanów Zjednoczonych.
Oficjalna prognoza temperatury NOAA dla średniego zasięgu pokazuje powrót chłodniejszego powietrza na środkowy zachód i północny wschód Stanów Zjednoczonych. Obejmuje ona nieco inne ramy czasowe niż powyższa prognoza ensemble, ale prawdopodobnie ulegnie ona korekcie, gdyż obejmuje cały ten przedział czasowy.
W lutym czekają nas duże anomalie pogodowe na półkuli północnej. Zimowe ochłodzenia o większej skali mogą dotknąć również Polskę
W tym momencie nie możemy powiedzieć, że jest to bezpośredni efekt zdarzenia związanego z ociepleniem stratosfery. Jednak z tego co widzimy, nie będzie to właściwe załamanie wiru polarnego. Do tego potrzebne jest odwrócenie stratosferycznego prądu strumieniowego, którego w tym momencie nie widać.
Na obrazku poniżej widać prędkości stratosferycznych wiatrów zachodnich wokół koła polarnego. Osłabienie jest silne, ale widać, że nigdy tak naprawdę nie osiąga terytorium ujemnego, co oznaczałoby załamanie cyrkulacji stratosferycznej.
Wir polarny w lutym 2023 nie okaże się tak silny jak w ubiegłym roku, dlatego też cyrkulacja strefowa nie powinna być tak silna
Jednak to nadal jest właściwe wydarzenie zakłócające. Nawet bez pełnego załamania, może mieć wpływ na pogodę poniżej. Jest jeszcze zbyt daleko, by mówić o konkretnych wpływach pogodowych poza tym, co pokazaliśmy powyżej. Ale tak silne zmiany mogą wywołać efekt domina na cyrkulację poniżej.
Przeczytaj też: Wichury na północy i zachodzie 120-130 km/h. Wiemy kiedy silny wiatr dotrze do Polski
Jeśli nie samo osłabienie, to powrót wiru polarnego może być kolejnym czynnikiem zmieniającym pogodę w taki czy inny sposób.
W Polsce SSW również może mieć wpływ na pogodę. Zwłaszcza w lutym 2023 r. i marcu 2023
Pogoda po zdarzeniu załamania wiru polarnego nie zawsze jest taka sama. Wiele zależy od istniejących wcześniej wzorców pogodowych, gdyż w niektórych przypadkach efekt ocieplenia stratosfery może być „odchylony” lub nie miesza się zbyt dobrze z niższymi partiami.
Musisz zrozumieć, że potrzeba trochę czasu, aby efekty ze stratosfery dotarły do niższych poziomów. Dlatego zwykle patrzymy na okresy 7-30 dni po takim wydarzeniu, aby zidentyfikować zmiany pogodowe. Podamy więcej informacji o trendzie w pogodzie długoterminowej.
Średnia temperatura z okresu 0-30 dni po wydarzeniu zapadnięcia się wiru polarnego pokazuje, że większość Stanów Zjednoczonych jest zazwyczaj zimniejsza niż normalnie, wraz z Europą. Uwaga: jest to średni obraz z wielu zdarzeń SSW. Każde zdarzenie ocieplenia stratosferycznego jest inne i nie oznacza automatycznie silnego wzorca zimowego.
Patrząc na opady śniegu poniżej, widzimy ponadprzeciętne opady śniegu w dużej części wschodnich Stanów Zjednoczonych i Europy. Ponownie, jest to oczekiwana reakcja, ponieważ zazwyczaj po dużym ociepleniu stratosfery zimniejsze powietrze ma łatwiejszą drogę na południe i do tych regionów.
Intensywne opady śniegu możliwe po SSW
Jak więc widać, posiadanie silnego lub słabego wiru polarnego może znacząco zmienić zimową pogodę w Stanach Zjednoczonych, Kanadzie i Europie. Z tego powodu ściśle monitorujemy wzorce pogodowe i całą aktywność wokół wiru polarnego. Wygląda jednak na to, że w lutym oraz na początku wiosny będą czekać nas duże anomalie pogodowe, które obejmą także Polskę.
Opracowanie: SevereWeatherEurope.com, tłumaczenie Fanipogody,pl