В Съединените щати мнозина изпитват първия голям взрив на арктически въздух за 2024 г. Палта и ръкавици излизат от гардеробите, а нагревателите работят извънредно, като температурите падат с повече от 25 градуса под нормалното в някои части на страната. Но въпросът в съзнанието ни… вечно задаващият се въпрос, който всеки си задава, когато студеният въздух се разпространи из цялата страна…

Стратосферният полярен вихър играе ли роля в това застудяване? Прочетете, за да разберете!

Стратосферни шенанигани

Ако трябва да охарактеризираме поведението на стратосферния полярен вихър през последната седмица, бихме казали, че действа... катерица. В съответствие със статута на знаменитост, който му дадохме, стратосферата изглежда знае, че всички гледат и е решила да направи нещо неочаквано.

От седмици говорим за затоплянето на температурите и отслабването на полярните вихрови ветрове, които са на 47 км. над нас над Арктика. Досега това прекъсване на полярния вихър е незначително, не достига обръщането на вятъра (запад на изток → изток на запад), което определя голямо внезапно стратосферно затопляне. Нашата публикация миналата седмица обяснява, че това голямо събитие за затопляне е било неуловимо досега поради липсата на вълни, разпространяващи се от тропосферата отдолу до основното ниво на стратосферния полярен вихър. Малките затопляния сами по себе си не са неочаквани. Нито пък обикновено се очаква да се усещат чак до повърхността.

Атмосферните условия през последната седмица. През последните няколко дни (ляв панел) вихърът в долната стратосфера беше разкъсан отдолу с излизане на два по-малки лоба, единият от които висеше доста над източната част на Северна Америка. Едва през последните ден или два (десен панел) това разделяне на вихъра се разшири до 10-hPa. Изображение на NOAA Climate.gov, базирано на данни от Global Forecast System, предоставени от Laura Ciasto.

Но това, което прави сегашното поведение на стратосферата неочаквано и донякъде рядко, е, че полярният вихър изглежда е по-нарушен на по-ниските нива, по-близо до границата стратосфера-тропосфера. Повече от седмица в тропосферата над Гренландия се наблюдава високо налягане [бележка под линия #1]. Възможно е скорошното леко затопляне на стратосферата да е засилило това високо налягане в Гренландия, което след това е забило клин в разтегнатия полярен вихър в най-ниската част на стратосферата, разделяйки го на два дяла.

Това смущение в долната част на стратосферата е повлияло на ветровете над нея и изглежда ще стане достатъчно силно, за да обърне напълно ветровете на полярния вихър в средната стратосфера. Прогнозата е, че утре вероятно ще настъпи голямо внезапно стратосферно затопляне. Обикновено тогава започва вълнението относно това дали ще видим някакви повърхностни въздействия , тъй като промените в полярния вихър предават пътя си надолу към долната стратосфера и понякога тропосферата. Но тъй като долната стратосфера е смутена от известно време, ние вече сме нащрек за промени в тропосферата.

Подразняване на тропосферата

Въпреки че ще трябва да изчакаме и да видим доколко това кратко, но голямо прекъсване на полярния вихър може да повлияе на метеорологичните модели през следващите няколко седмици, изглежда, че незначителното затопляне през първата седмица на януари и последвалото унищожаване на полярния вихър в долната стратосфера бяха достатъчни, за да помогнат най-малкото да се подготви почвата за избухването на студен въздух над Северна Америка през изминалия уикенд. Все още не сме говорили много за въздействията на повърхността, но сме склонни да мислим за това във вероятностен смисъл: нарушен полярен вихър увеличава шансовете тропосферният струен поток да остане изместен по-на юг, което увеличава риска от избухване на студен въздух над източните Съединени щати и Европа. Най-важното е, че това „зареждане на заровете“ за студен въздух може да продължи до 6 седмици след прекъсване на вихъра, което прави тези събития подходящи за метеорологичните времеви мащаби, но също и за по-дълги подсезонни прогнози (напр. Седмица-2 до Месечни перспективи).

Разлики от средната дебелина на атмосферата (стандартизирани геопотенциални аномалии на височината) във въздушния стълб над Арктика от тропосферата до стратосферата от средата на ноември 2023 г. Долната стратосфера и горната тропосфера са били най-силно свързани през последните няколко дни, както е обозначено с аномалии с голяма дебелина (оранжеви области, предполагащи по-слаб от средния полярен вихър). Въз основа на модела на Глобалната прогнозна система (GFS), тази връзка може да продължи още няколко дни, преди да отслабне, както е посочено от прогнозираните аномалии с ниска дебелина на тропосферата (лилава област), които не се простират в стратосферата. Изображение на NOAA Climate.gov, адаптирано от оригинала от Laura Ciasto.

Важно е да се отбележи, че докато полярният вихър може да е изиграл роля в изтласкването на текущия струен поток на юг и може да помогне този модел да се запази, има много други фактори, които водят до избухване на студен въздух. Други климатични процеси като продължаващия Ел Ниньо също оказват влияние върху местоположението на струйния поток през зимата. И струйният поток не винаги трябва да бъде тласкан от климатичните процеси в тропиците или стратосферата; може да се тласне (това, което бихме нарекли вътрешна променливост ).

Трайни впечатления?

Въз основа на последните прогнозни модели се очаква пълното разпадане на полярния вихър в голямо внезапно стратосферно затопляне да бъде кратко. След това прогнозната средна стойност подсказва, че вихърът ще спре своите манипулации и ще се засили отново до нормалната си скорост. Докато полярният вихър в средната стратосфера има тенденция да се възстановява бързо след тези смущения, всякакви ефекти върху тропосферния струен поток и неговите метеорологични модели биха могли потенциално да се задържат за известно време. Това не означава автоматично повече епидемии със студен въздух, както видяхме тази седмица, но ни дава предупреждение, че рискът от тези събития е малко по-висок през идните седмици.

Наблюдавана и прогнозирана (NOAA GEFSv12) скорост на вятъра в полярния вихър в сравнение с естествения диапазон на променливост (бледо засенчване). Въз основа на прогнозата от 15 януари 2024 г. стратосферните полярни вихрови ветрове ще намалеят до нула, като точно ще достигнат прага на голямо внезапно стратосферно затопляне през следващите ден или два. Това състояние на голямо затопляне ще бъде кратко и се прогнозира ветровете отново да станат западни, като се усилят до почти нормалното си състояние през следващата седмица. Вихърът може дори да стане по-силен от нормалното въз основа на средната стойност на всички индивидуални прогнози, но този резултат е несигурен поради големия диапазон на отделните прогнози. Изображение на NOAA от Laura Ciasto.Бележки под линия

Понякога над регион (като Гренландия) ще се създаде център за високо налягане и ще остане там няколко дни. Когато това се случи, метеорологичните модели, които обикновено се движат от запад на изток, са „блокирани“ и трябва да се движат на север или на юг от центъра на високото налягане. Продължаващото високо налягане над Гренландия не е необичайно през зимата и понякога се нарича гренландски блок.